УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Полезная модель установки относится к подшипниковой промышленности и может быть использована для испытаний и исследования подшипников качения.
Известна установка для исследования подшипников качения, содержащая смонтированные на станине приводной вал для установки испытуемого подшипника, механизм осевого нагружения и механизм радиального нагружения [1]. Известная установка позволяет проводить стендовые испытания подшипников качения в условиях, отдаленных от реальных условий работы подшипника качения в изделии.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности является установка, содержащая привод, вал которого имеет одну опору и выполнен с возможностью установки и крепления внутреннего кольца испытуемого подшипника, выполняющего функцию второй опоры, механизм радиального нагружения, токосъемник и механизм деформации наружного кольца испытуемого подшипника, состоящий из четырех клиноплунжерных передач, смонтированных в корпусе так, что оси плунжеров взаимно перпендикулярны и расположены в плоскости симметрии наружного кольца испытуемого подшипника, перпендикулярной его оси, и четырех индикаторов положения наружного кольца испытуемого подшипника, измерительные штоки которых через отверстия в плунжерах непосредственно взаимодействуют с наружным кольцом испытуемого подшипника [2]. Данная установка принята за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной, принятой за прототип установки, относится следующее. Известная установка, за счет создания местного и циркуляционного радиального нагружения наружного и внутреннего колец испытуемого подшипника, вращения вала, изменения значения радиальной нагрузки и обеспечения возможности моделирования отклонений формы наружного кольца испытуемого подшипника, обеспечивает возможность испытания подшипника качения в условиях, приближенным к реальным условиям эксплуатации. Однако, на работоспособность подшипника в изделии существенное влияние оказывают также отклонения формы (овальность или огранка) его внутреннего
кольца, наличие которых может быть вызвано неточностью изготовления внутреннего кольца подшипника, отклонениями формы посадочного места на валу изделия или неточностью посадки подшипника на вал при сборке подшипникового узла. Таким образом, технические возможности и области применения принятой за прототип установки ограничены.
Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения качества испытаний подшипника качения за счет моделирования в процессе испытаний отклонений формы внутреннего кольца испытуемого подшипника.
Это достигается тем, что известная установка, содержащая привод, вал которого имеет одну опору и выполнен с возможностью установки и крепления внутреннего кольца испытуемого подшипника, выполняющего функцию второй опоры, механизм радиального нагружения, токосъемник и механизм деформации наружного кольца испытуемого подшипника, состоящий из четырех клиноплунжерных передач, смонтированных в корпусе так, что оси плунжеров взаимно перпендикулярны и расположены в плоскости симметрии наружного кольца испытуемого подшипника, перпендикулярной его оси, и четырех индикаторов положения наружного кольца испытуемого подшипника, измерительные штоки которых через отверстия в плунжерах непосредственно взаимодействуют с наружным кольцом испытуемого подшипника, согласно полезной модели, снабжена механизмом моделирования отклонений формы внутреннего кольца испытуемого подшипника, включающего коническую втулку, комплект сегментов, упорную втулку, гайку и отсчетное устройство, в котором внутренняя цилиндрическая поверхность конической втулки сопрягается с валом с возможностью осевого перемещения с помощью гайки, установленной на его резьбовом хвостовике, а наружная коническая поверхность конической втулки сопрягается с коническими внутренними поверхностями сегментов, на цилиндрических наружных поверхностях которых установлено внутреннее кольцо испытуемого подшипника, осевое перемещение которого ограничивается закрепленной на валу упорной втулкой, при этом положение конической втулки относительно отсчетного устройства определяет значение моделируемого отклонения формы внутреннего кольца испытуемого подшипника, а вид моделируемого отклонения задается числом равномерно расположенных по окружности сегментов в комплекте: для овальности два сегмента, для трехвершинной огранки - три, а для четырехвершинной огранки - четыре сегмента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлена кинематическая схема установки для испытаний подшипников качения; на фиг.2 показано схематическое изображение механизма моделирования отклонений формы внутреннего кольца испытуемого подшипника; на фиг.3 изображена схема моделирования овальности внутреннего кольца испытуемого подшипника; на фиг.4 изображена схема моделирования трехвершинной огранки внутреннего кольца испытуемого подшипника.
Установка для испытаний подшипников качения содержит привод 1, вал 2 которого имеет одну опору 3 и выполнен с возможностью установки и крепления испытуемого подшипника 4, выполняющего функцию второй опоры вала 2, механизм радиального нагружения 5, токосъемник 6, механизм 7 деформации наружного кольца испытуемого подшипника и механизм 8 моделирования отклонений формы внутреннего кольца испытуемого подшипника.
Привод 1 может быть выполнен, например, в виде электродвигателя 9, механизма натяжения ремня 10 и ременной передачи 11. Механизм радиального нагружения 5 может быть выполнен, например, в виде пружины 12, винтовой пары 13, подшипника 14, отсчетного устройства 15 и регулируемого дисбаланса 16.
Механизм 7 деформации наружного кольца испытуемого подшипника состоит из четырех клиноплунжерных передач, смонтированных в корпусе так, что оси плунжеров взаимно перпендикулярны и расположены в плоскости симметрии наружного кольца испытуемого подшипника 4. Клинья 17, перемещаясь в направляющих, передают движение от винтовых пар 18 на плунжеры 19, которые непосредственно воздействуют на наружное кольцо испытуемого подшипника 4, создавая его деформацию. Измерительные штоки индикаторов 20 через отверстия в плунжерах 19 непосредственно взаимодействуют с наружным кольцом испытуемого подшипника 4.
Механизм 8 моделирования отклонений формы внутреннего кольца испытуемого подшипника включает коническую втулку 21, комплект сегментов 22, упорную втулку 23, гайку 24 и отсчетное устройство 25. Внутренняя цилиндрическая поверхность конической втулки 21 сопрягается с валом 2 с возможностью осевого перемещения вдоль вала с помощью гайки 24, установленной на его резьбовом хвостовике. Наружная коническая поверхность конической втулки 21 сопрягается с коническими внутренними поверхностями комплекта сегментов 22, на цилиндрических наружных поверхностях которых установлено внутреннее
кольцо испытуемого подшипника 4. Осевое перемещение подшипника 4 ограничивается закрепленной на валу 2 упорной втулкой 23. Положение конической втулки 21 относительно отсчетного устройства 25 определяет значение моделируемого отклонения формы внутреннего кольца испытуемого подшипника 4. Вид моделируемого отклонения задается числом равномерно расположенных по окружности сегментов в комплекте 22 - для моделирования овальности используются два сегмента, трехвершинной огранки - три, четырехвершинной огранки - четыре.
Установка работает следующим образом.
Путем вращения подстроечных винтов винтовой пары 18 производится отвод клиньев 17 в направляющих. При этом плунжеры 19 не зафиксированы и не препятствуют установке испытуемого подшипника 4. Испытуемый подшипника 4 устанавливается на комплект сегментов 22 до упорной втулки 23. Моделирование отклонений формы внутреннего кольца испытуемого подшипника 4 производится вращением гайки 24, которая сообщает осевое перемещение конической втулке 21, наружная коническая поверхность которой взаимодействует с коническими внутренними поверхностями равномерно расположенных по окружности сегментов в комплекте 22. Осевое перемещение сегментов ограничивается упорной втулкой 23, в результате этого сегменты перемещаются в радиальном направлении, что приводит к деформации внутреннего кольца испытуемого подшипника 4 в направлениях, соответствующих расположению сегментов в комплекте 22. При моделировании овальности в комплект 22 входят два сегмента, расположенных диаметрально противоположно (на угловом расстоянии 180°), при моделировании трехверщинной огранки - три сегмента, расположенных на угловом расстоянии 120°, а при моделировании четырехвершинной огранки - четыре сегмента, расположенных на угловом расстоянии 90°. Значение моделируемого отклонения формы внутреннего кольца испытуемого подшипника определяется по положению конической втулки 21 относительно шкалы отсчетного устройства 25
После установки испытуемого подшипника 4 отсчетные устройства индикаторов 20 положения настраивают на нулевые значения шкал. Моделирование отклонений формы наружного кольца испытуемого подшипника 4 осуществляется с помощью винтовых пар 18. Для моделирования овальности наружного кольца равномерно вращают винтовые пары 18, сообщая поступательное движение плунжерам 19 двух противолежащих клиноплунжерных передач. Плунжеры деформируют наружное кольцо испытуемого подшипника 4, а равные значения деформации, каждое
из которых соответствует овальности наружного кольца, устанавливается по отсчетным устройствам противолежащих индикаторов 20 положения, измерительные штоки которых касаются наружного кольца испытуемого подшипника 4, проходя через отверстия клиньев 17 и плунжеров 19, перемещаемых с помощью винтовых пар 18. При этом две другие противолежащие клиноплунжерные передачи механизма деформации наружного кольца испытуемого подшипника остаются неподвижными.
Радиальное нагружение испытуемого подшипника 4 осуществляется посредством воздействия на вал 2 радиальной нагрузки, значение и характер которой задается с помощью механизма радиального нагружения 5, состоящего из элементов 12-16. Пружина 12, сжатие которой достигается вращением винтовой пары 13, воздействует на подшипник 14 и обеспечивает местное нагружение наружного кольца и циркуляционное нагружение внутреннего кольца испытуемого подшипника 4. Значение радиальной нагрузки отображается с помощью отсчетного устройства 15. Регулируемый дисбаланс 16 обеспечивает местное нагружение внутреннего кольца и циркуляционное нагружение наружного кольца испытуемого подшипника 4, при этом значение радиальной нагрузки при заданной частоте вращения вала задается массой дисбаланса и радиусом его расположения относительно оси вала.
Токосъемник 6 предназначен для подключения электронной диагностической аппаратуры.
Таким образом, предложенная установка для испытаний подшипников качения выгодно отличается от прототипа более высоким качеством испытаний. Она позволяет испытывать подшипники качения, более полно моделируя факторы, характеризующие качество сборки подшипникового узла, в частности, точность установки подшипника на вал изделия и в его корпус. Это расширяет области возможного использования предложенной установки и повышает качество и достоверность результатов испытаний подшипников качения.