Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Нейгебауэр Кристина Сергеевна

Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников
<
Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нейгебауэр Кристина Сергеевна. Разработка и исследование упрочняющей технологии шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников: диссертация ... кандидата технических наук: 05.02.08 / Нейгебауэр Кристина Сергеевна;[Место защиты: Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.].- Саратов, 2015.- 150 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 . Современное состояние исследования в области совершенствования конструкции и технологии изготовления деталей раскаткой .11

1.1 Критический анализ современных способов формообразования рабочих поверхностей раскаткой 11

1.2 Исследование существующих технологий изготовления кольцевых заготовок 21

1.3 Задачи исследования 34

Глава 2 Механизм процесса шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников .36

2.1 Кинематическая схема процесса раскатки 36

2.2 Механизм распределения внешней нагрузки между шариками .39

2.3 Разработка технологии процесса шариковой раскатки 58

2.4 Выводы .75

ГЛАВА 3 . Методика проведения экспериментальных исследований 77

3.1 Объекты, средства и условия проведения экспериментальных исследований 77

3.2 Методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных и методика планирования экспериментов и обработка результатов .86

.3.3 Выводы 95

ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований 96

4.1 Исследование параметров рабочих поверхностей, получаемых при раскатке после операции шлифования 96

4.2 Исследование показателей микротвердости,шероховатости рабочих поверхностей, полученных при раскатке .106

Выводы 111

ГЛАВА 5. Практические рекомендации и эффективность использования полученных результатов 113

5.1 Область практического применения предложенной технологии 113

5.2 Описание конструкции экспериментальной установки 124

5.3 Экономическая эффективность практического использования результатов исследований 126

5.4 Вывод 132

Заключение 134

Список литературы

Исследование существующих технологий изготовления кольцевых заготовок

В работе [85] предложен техпроцесс изготовления фланца полуоси автомобиля в холодном состоянии на прессе усилием 1600 кН. Технология предусматривает раскатку фланца после предварительной высадки его на ГКМ. Диаметр фланца полуоси составляет 172 мм. Для осуществления подобной операции традиционными способами необходимо оборудование усилием более 12МН. Процесс объёмного формообразования обкатыванием и раскатки заготовок производится в закрытых штампах, поэтому конечная форма изделия определяется формой полостей штамповой оснастки и к тому же имеет место значительный выигрыш в усилии деформирования. Авторами в [142] экспериментально выявлены характерные черты при выдавливании качающимся коническим пуансоном металла в неподвижную матрицу. Эксперименты проводились на стальных, медных и алюминиевых кольцевых образцах с различным отношением высоты к диаметру. Если при раскатке коническим пуансоном происходит его обкатывание по торцовой поверхности детали (рис. 1.6, а) без относительного проскальзывания, то при изготовлении более сложных деталей, имеющих рельефную торцовую поверхность, условия относительного непроскальзывания добиться сложно. На рис. 1.6 (б) видно, что в зоне точек 1-2-3 происходит процесс обратного выдавливания. Штрих линия означает нейтральную плоскость, при обкатывании по которой проскальзывания отсутствуют. Значит, в точках 1 и 2, лежащих на этой плоскости, проскальзывание не происходит. Точки 2-3 расположены выше и имеют значения r1/r2, поэтому при перемещении пуансона по поверхности детали происходит их относительное сдвиговое смещение. Наличие проскальзывания или сдвиг между инструментом и заготовкой приводит к шелушению металла и к другим дефектам на поверхности детали Однако рассмотренный случай не означает, что осуществление процесса обратного выдавливания методом штамповки обкатыванием не имеет смысла. При определенных соотношениях размеров внутреннего формируемого диаметра и высоты полости и наличии незначительных штамповочных уклонов этому процессу присущи все преимущества раскатки обкатыванием. Но увеличения точности размеров при такой схеме раскатки (рис.1.6) добиться трудно. Применительно к раскатке колец подшипников известно, что можно достичь шероховатости раскатанной поверхности не ниже Rа= 0,08 - 0,32 мкм при высокой производительности. К тому же известно, что влияние раскатки на структуру материала колец изменит характер возможного коробления колец после термической обработки в лучшую сторону. аб Рисунок 1.6-Схема формообразования а - простой и б - сложной торцовой поверхности При раскатке обкатыванием уменьшаются (а могут быть и вообще исключены) трудозатраты на последующую обработку резанием. При раскатке обкатыванием расход металла сокращается до 40%, а общая трудоёмкость технологического процесса уменьшается до 25-40% (в зависимости от геометрической формы и размеров обрабатываемых деталей). Поэтому рациональное применение рассматриваемого метода холодного давления (раскатки обкатыванием) для раскатки дорожек колец должно значительно упростить технологический процесс их изготовления при одновременном повышении качества выпускаемых подшипников. Сравнивая такие преимущества холодной раскатки, как экономия металла, материальных ресурсов, различных вспомогательных устройств, можно сделать вывод об эффективности широкого использования методов раскатки в различных условиях производства 1.2 Исследование существующих технологий изготовления кольцевых заготовок В ходе работы при анализе литературы основное внимание уделялось предлагаемым методам расчета энергосиловых параметров процесса, характеру уплотнения материала колец подшипников в процессе раскатки, поведению раскатанных колец при термообработке, точности раскатки и оборудованию. Из-за отсутствия рекомендаций по проведению необходимых расчетов технологических переходов и инструментальной оснастки, а также для количественной оценки параметров процесса и прогнозирования возможности получения качественных деталей КТИ была разработана методика технологических расчетов сферодвижной штамповки (МУ37.076.001-88) [72]. В методике даются рекомендации по расчету энергосиловых параметров процесса, анализу штампуемых материалов заготовки, по конструкции и материалам инструмента для раскатки обкатыванием. В общем случае к энергосиловым параметрам процесса относятся удельное давление, необходимое усилие раскатки, время раскатки, коэффициент уменьшения контактной площади . Для расчета раскатки в работах [34,54,67] рекомендованы формулы, приводятся экспериментальные коэффициенты для расчета ряда параметров, входящих в формулы. Сложность при расчетах представляет собой определение . В статье [152] приведена формула для определения , которая содержит параметр S - подъем периферийной кромки, отождествляемый с цикловым обжатием. Авторы также дают выражение для нахождения X через величину подъёма периферийной кромки. Однако, по мнению авторов [13], такой подход приводит к довольно громоздким, трудно решаемым трансцендентным уравнениям. В работах расчет энергосиловых параметров проведен исходя из допущения о стационарности процесса за один цикл. Правомерность такого допущения обосновывается “малостью цикловой деформации по сравнению с суммарной”. Принятое допущение позволяет при анализе процесса осадки воспользоваться энергетическим методом и представить цикловой объем, смещенный осадкой, как объём металла, вытесненный инструментом при осевом его перемещении на h (цикловое обжатие). Авторы также допускают, что средние удельные давления при обычной осадке Рср и раскатке обкатыванием Р ср равны. На основании этих условий ими были выведены более удобные формулы для расчета осевого усилия Р, среднего давления Р ср, крутящего момента Мкр, эффективного коэффициента уменьшения усилия осадки при наличии обкатывания. Наряду с исследованием энергосиловых параметров, в некоторых публикациях приведены данные по механическим свойствам раскатанных колец. Так, например, при проведении опытно-экспериментальных работ по раскатке авторами [80] исследовались механические свойства металла черновых раскатанных колец из ШХ-15 методом измерения твердости по Виккерсу Hv, микротвердости H и испытанием на растяжение круглых образцов. Кольца разбивались на две партии. Первая партия не проходила термообработки, вторая подвергалась высокотемпературному отпуску в камерной электрической печи (температура нагрева 660-670С, выдержка 1,2 1,5 ч).

Механизм распределения внешней нагрузки между шариками

Раскатка шариками давно известна и используется в промышленности, однако аналога шариковой раскатки дорожек качения шариковых подшипников в технической литературе нет.

Из пункта 1.2 наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ раскатки дорожек качения колец подшипников шариковым раскатным инструментом путем принудительного вращения их под нагрузкой [Патент RU №2222392 С1 В21В19/06 27.01.2004]. Ось вращения раскатного инструмента располагают под острым углом к оси вращения детали, а диаметр шариков определяют в зависимости от значения этого угла.

Недостатком данного способа является то, что в процессе раскатки контакт шариков с дорожкой качения осуществляется периодический, между шариками и дорожкой качения периодически образуется зазор, что вызывает вибрации и образование погрешности формы детали. Диаметр шариков раскатного инструмента не совпадает с диаметром шариков в подшипнике, а выбирается в зависимости от угла наклона оси раскатного инструмента, что существенно снижает эффективность процесса раскатки, так как шарики после сборки подшипника могут не находиться в раскатанной части дорожки качения. Под действием конической оправки на шарики действуют силы, не совпадающие с линией контакта шариков и обрабатываемой дорожки качения в собранном подшипнике, что приводит к повышенному трению, а, следовательно, к быстрому износу раскатного инструмента.

Задачей предполагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение качества обработанной поверхности и эффективности процесса раскатки. Ожидаемым техническим результатом является устранение причин возникновения вибраций в процессе раскатки, повышение точности сборки подшипников и уменьшение износа шарикового инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе раскатки дорожек качения колец подшипников шариковым раскатным инструментом путем принудительного вращения их под нагрузкой, ось раскатного инструмента совмещают с осью вращения дорожки качения, рабочую часть раскатного инструмента выполняют под углом, совпадающим с углом контакта шариков с дорожками качения собранного подшипника, а диаметр шариков в раскатном инструмента берут равным диаметру шариков в собранном шарикоподшипнике.

Другими отличительными признаками являются: 1. Силу воздействия на инструмент направляют так, чтобы ее вектор проходил через центр расположения шариков. 2. Силу воздействия на инструмент наклоняют под углом к оси вращения кольца, равным: a -arctg — , где А и R - соответственно осевая и радиальная внешняя нагрузка на подшипник, действующие в процессе эксплуатации. 3. Твердость шариков в процессе раскатки устанавливаю на 8-12 единиц HRC выше твердости материала кольца подшипника, а cилу воздействия на инструмент устанавливают такой, чтобы в процессе раскатки шарики осуществляли пластическую деформацию дорожки качения. 4. В качестве раскатного инструмента используют ответное кольцо шарикоподшипника. 5. Число шариков при раскатке принимают в 7-10 раз меньше, чем в собранном подшипнике

Так как ось раскатного инструмента совмещают с осью вращения дорожки качения, то все шарики раскатного инструмента в процессе раскатки прижимаются к обрабатываемой поверхности, что предотвращает возникновение вибраций. Вследствие того, что угол контакта шариков с дорожкой качения при раскатке совпадает с углом контакта в подшипнике, а диаметр шариков принимают равным диаметру шариков в собранном подшипнике, то при работе подшипника шарики катятся по раскатанной части дорожки качения. Все это обеспечивает повышение качества подшипника. А так как сила воздействия на каждый шарик совпадает с линией его контакта с дорожкой, то сила трения в раскатном инструмента снижается, снижается износ раскатного инструмента и, в результате этого, повышается эффективность обработки.

Так как направление силы воздействия на раскатник проходит через центр вращения шариков, то тем самым предотвращается действие опрокидывающего момента на раскатник, что повышает устойчивость процесса раскатки и предотвращает возникновение вибраций. А так как угол действия внешней нагрузки на раскатник совпадает с углом действия внешней нагрузки на подшипник, то это приближает условия работы шариков в процессе раскатки к условиям их работы в подшипнике, что также способствует повышению качества подшипника. Твердость материала шариков устанавливают выше твердости материала обрабатываемой детали, а силу воздействия на раскатник выбирают из условия осуществления шариками в процессе раскатки пластической деформации дорожек качения, тем самым осуществляется упрочнение поверхности дорожки качения, снижение ее шероховатости и повышение износостойкости.

При использовании в качестве раскатника ответного кольца подшипника обеспечивает наибольшую идентичность процесса раскатки с работой подшипника, что повышает качество обработки и снижает затрачиваемое время. Число шариков принимают в 8-12 раз меньше числа шариков в шарикоподшипнике, что уменьшает общую нагрузку на обрабатываемую деталь, устраняет ее возможную деформацию и способствует повышению точности шарикоподшипника.

Методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных и методика планирования экспериментов и обработка результатов

Затем проверялась гипотеза о значимости коэффициентов bi. При g = 5% уровне значимости определяли число степеней свободы Vзн = N (m - 1). По таблицам находили критическое значения критерия Стьюдента tкр.

Если расчетное значение ti оказалось больше tкр - коэффициент признавался значимым. В противном случае коэффициент считался статически незначимым. В математическую модель включены только значимые коэффициенты, определяющие линейные эффекты и парные взаимодействия. Проверка адекватности модели проводили по критерию Фишера. Для этого находили разность между средними значениями v показателя параметра оптимизации процесса для каждой точки матрицы, полученным экспериментально, и значением V- ,. Затем определили оценку дисперсии адекватности модели по формуле: N-1fu v Л (3.7) где Sa2d - оценка дисперсии адекватности модели; m - число значимых коэффициентов; V - среднее арифметическое по т опытам в точке с номером v; Y VJI - математическое ожидание параметра оптимизации. Адекватность модели определялась по формуле: S2 S 2{Y) где F -вычисленное значение критерия Фишера. Задавали уровень значимости g = 5% и определили число степеней свободы V1ad = N-l иV2ad = N(m-l), затем находили по таблице критическое значение критерия Фишера Fкр. Гипотеза адекватности модели принималась, если значение критерия Фишера оказывалось больше расчетного. Оценку коэффициентов влияния каждого фактора в действительных значениях производили по формуле: где І - коэффициент чувствительности параметра процесса в действительных значениях; " І - интервал варьирования факторов. Пересчет коэффициентов t значений факторов в уравнении производили по уравнению преобразования.

После проверки адекватности модели по критерию Фишера осуществлялся переход от кодированных значений к действительным значениям, и определялась математическая модель процесса. После потенцирования уравнения и подстановки натуральных значений факторов получали математическую модель изучаемого процесса. 3.3 Выводы 1. Определены объекты исследования (кольца радиально-упорных шарикоподшипников ), средства и условия проведения исследований. 2. Спроектирована и изготовлена экспериментальная установка по исследованию процесса раскатки. 3. Проведены предварительные эксперименты, определившие степень влияния факторов на раскатки 4. Разработана методика полного факторного эксперимента 23 для определения эмпирических зависимостей геометрических параметров и качества поверхности, при раскатке, от технологических факторов процесса

Исследование параметров рабочих поверхностей, получаемых при раскатке после операции шлифования

Целью исследований являлось определение степени влияния варьируемых факторов при раскатке на момент сопротивления, ударную грузоподъёмность, статическую грузоподъёмность, которые выступали в качестве показателей процесса пластического деформирования.

Для определения механизма влияния исследуемых факторов на результаты использовались линейные модели на основе полиномов, которые приводились в натуральные значения.

В результате обработки всех полученных данных по указанной выше методике с применением программной среды Excel 2007 были получены следующие степенные зависимости: M =0,16 + 6 10"4и+9,9 10 6Р+10 3ї + 7,5 10" 4и f; С =3048- 21,86 + 2,4,Р + 21,24ґ- 0,3 -Р У =280 - 17,2к + 0,0036 +1,91? + 0,0007 -Р На основании экспериментальных исследований и математических расчетов построены графики (рис. 4.1- 4.3) зависимости момента сопротивления от осевой нагрузки, количества шариков и времени при раскатывании дорожек качения шариковых подшипников: Рисунок 4.1 - Зависимость момента сопротивления вращению М (P,t,k) (Hм) подшипника от нагрузки P(кН) приложенной к подшипнику при обработке методом холодной шариковой раскатки. Видно, что наибольшее влияние во всех проведенных экспериментах имела нагрузка, так как улучшение параметров зависит от изменения поверхности дорожки качения, в нашем случае это ее пластическое деформирование, которое возможно при достижении определенных нагрузок. Естественно повышение нагрузок приводит к увеличению упрочненного слоя и «сглаживанию» поверхности. На рисунке 4.1 видно, что момент сопротивления вращению увеличивается при увеличении нагрузки при раскатке, это показывает, что момент сопротивления находится в прямой зависимости от нагрузки. С увеличением нагрузки возрастают размеры площадки контакта и возрастает сила трения шариков и дорожек качения. Рисунок 4.2 - Зависимость момента сопротивления вращению М (P,t,k) (Hмм) подшипника от количества шариков k(шт) при обработке методом холодной шариковой раскатки.

На рисунке 4.2 показано, что момент сопротивления вращению уменьшается при увеличении количества раскатных шариков при обработке. Это обусловлено тем, что при увеличении количества шариков действующая нагрузка в точках взаимодействия шариков с дорожкой качения уменьшается , а момент сопротивления вращению находится как мы знаем в прямой зависимости от нагрузки. При уменьшении нагрузки уменьшаются зоны контакта дорожки качения и шариков, при этом толщина стенки дорожек качения увеличивается от количества шариков. С возрастанием числа шариков увеличивается площадь контакта, на котором действуют силы трения Рисунок 4.3 - Зависимость момента сопротивления вращению М (P,t,k) (Hмм) подшипника от времени обработки холодной шариковой раскатки t(с).

На графике 4.3 видно, что момент сопротивления уменьшается с увеличением времени обработки. Время имеет большее влияние, так как для лучшего укатывания желоба при раскатки необходимо большое количество проходов каждого шарика при определенной нагрузки в отличие от операций резания (за короткое время можно снимать большой припуск), особенно значимо его влияние при изменении твердости. При длительном воздействии материал становиться более плотным, что свидетельствует об малых значениях момента сопротивления вращении.

На основании экспериментальных исследований и математических расчетов построены графики (рис. 4.4- 4.6) зависимости статической грузоподъемности от осевой нагрузки, количества шариков и времени при раскатывании дорожек качения шариковых подшипников: Рисунок 4.4 - Зависимость статической грузоподъемности С(Р,t,k) (кН) подшипника от нагрузкиP(кН) приложенной к подшипнику при обработке методом холодной шариковой раскатки.

С возрастанием нагрузки увеличивается степень упрочнения обработанной поверхности и размер поперечного сечения локальной дорожки качения, что приводит к снижению контактных напряжений в подшипнике, а следовательно, к повышению статической грузоподъемности подшипника. это и показывает рисунок 4.4 . Рисунок 4.5 - Зависимость статической грузоподъемности подшипника от количества шариков k(шт) при обработке методом холодной шариковой раскатки.

Меньшее влияние на показатель процесса шариковой раскатки статическую грузоподъемность оказывает количество раскатных шариков. С уменьшением числа раскатных шариков увеличивается нагрузка на шарики, что равносильно увеличению внешней нагрузки. Но как было показано выше, при числе шариков, равным трем, процесс раскатки осуществляется нестабильно, что и вызывает снижение влияния этого фактора. Но проводя результирующий анализ можно сделать общий вывод о том, что статическая грузоподъемность уменьшается, что показано на рисунке 4.5. Рисунок 4.6 - Зависимость статической грузоподъемности С(Р,t,k) (кН) подшипника от времени обработки методом холодной шариковой раскатки t(с).

Исследование показателей микротвердости,шероховатости рабочих поверхностей, полученных при раскатке

Из таблиц 5.1 и 5.2 видно, что средняя высота сопротивления удару подшипников, изготовленных по варианту В-1, составляет 163 мм. Это почти в 1,5 раза выше, чем у подшипников фирмы SKF. Средняя высота падения груза, при которой на дорожках качения подшипников, изготовленных по варианту В-2 с раскаткой дорожек качения, появляются следы от удара, составляет 324 мм. Это почти на 100 % выше по сравнению со сопротивлением удару подшипников, изготовленных по варианту В-1, и примерно в 3 раза - по сравнению с подшипниками фирмы SKF. Такое большое различие объясняется используемым материалом для изготовления рабочих колец подшипника и технологией их изготовления. Металлические кольца подшипников фирмы SKF получаются штамповой из низкоуглеродистой стали с последующей химико-термической обработкой, обеспечивающей на поверхности дорожек качения твердость до HRC 61-62. Но толщина упрочненного слоя невелика, и поэтому под действием удара этот поверхностный слой разрушается. Подшипники по варианту В-1 изготовлены из металлической ленты твердостью HRC 48-50. Толщина колец составляла 2 мм, а шарики равномерно распределялись вдоль дорожек качения. Это и обеспечило большее сопротивлению удару испытываемых подшипников. Подшипники, изготовленные по варианту В-2 с применением шариковой раскатки, имеют за счет пластической деформации более высокую твердость поверхности дорожек и имеют профиль рабочей части, приближенной к профилю шариков. Это обеспечивает существенное увеличение сопротивление подшипников удару. Вторая часть тестирования заключалась в определении сопротивления удару при падении на подшипник груза массой 25кг с высоты 1000мм. Критерием качества служило отсутствие на поверхности кожухов трещин и сколов. Кроме того, перед испытанием на удар и после испытания на удар замерялся момент сопротивления вращению подшипников. Разница в моменте сопротивления вращению до и после удара также является косвенным признаком возможности подшипника сопротивляться удару.

Доля поврежденных кожухов подшипников после удара 0 0 0 Момент сопротивления вращению до удара, Н м 0,8-1,0 0,4-0,6 02,-0,3 Момент сопротивления вращению после удара, Н м Сильные вибрации 0,6-0,7 0,5-0,6 Как видно, все испытанные подшипники после удара не имели на кожухах видимых трещин и сколов. Однако момент сопротивления вращению подшипников увеличился. Менее значительно изменился момент сопротивления вращению подшипников, изготовленных из металлической ленты по вариантам В-1 и В-2 - появившиеся после удара на поверхности дорожек качения вмятины хотя и привели к неравномерности вращения подшипников, но слабо отразились на изменении момента сопротивления вращению. После удара он находился в допустимых пределах (менее 0,8 Н м), что свидетельствует о сохранении этими подшипниками на какое-то время работоспособности даже после очень сильного удара. Подшипники фирмы SKF хотя и не имели внешнего разрушения кожухов, но способность к работе они потеряли. Подшипники при вращении значительно вибрировали, так что измерить момент сопротивления 115 вращению не удалось. После разборки на дорожках качения были видны глубокие вмятины в местах расположения шариков. Таким образом, как следует из результатов испытаний, сопротивление подшипников удару после операции раскатки дорожек качения резко возрастает, что подтверждает высокую эффективность предложенной технолгии. Внедрение результатов осуществлялось в НПП НИМ СГТУ в условиях серийного производства и в ООО «Рефмашпром» в условиях массового производства подшипников 1118-2902840-04, используемых в верхней опоре передней стойки автомобилей ВАЗ «Калина», «Приора», «Гранта». Сравнение существующей технологии, используемой на подшипниковых заводах (ОАО «ЕПК Саратов», ЗАО «ВПЗ» и др.), с предложенным способом показывает значительные преимущества последнего. На основе шариковой раскатки в сочетании с другими технологическими процессами возможно создание малоотходных или безотходных ресурсосберегающих технологий.

При проектировании технологического процесса была выявлена необходимость использования специального оборудования для раскатывания дорожек качения упорных подшипников 1118-2902840. Применение универсального предварительно модернизированного оборудования нецелесообразно вследствие его относительно высокой цены. При использовании универсального оборудования многие его составные части и функции остаются не используемыми, а значит затраты на это оборудование себя не оправдывают. Специальное оборудование имеет более простую конструкцию, большую производительность и более низкую цену в сравнение с универсальным оборудованием.

Установка (рис.5.3) для раскатки дорожек качения упорных подшипников представляет собой раму из уголка равнополочного горячекатаного 403 мм с номером профиля 2 укрепленного ребрами жесткости из швеллера горячекатаного с номером профиля. На раму крепится плита со специальной нишей для крепления стакана. Стакан предназначен для установки на него подшипника, который в свою очередь служит для устранения радиального биения вала 8, передающего нагрузку на специальную оправку 7. Движение подается от редуктора 4, с пристроенным к нему асинхронным двигателем 5. Оправка 7 устанавливается по посадке с натягом на вал 8 и передает вращение на обрабатываемый подшипник 3. Подшипник нагружается в осевом направлении пневмоцилиндром 2, на который установлены, болтовым соединением, тензодатчик 2 и шариковая опора. Тензодатчик позволяет с высокой точностью снимать величину нагрузки, с выводом данных на дисплей блока управления 6. Шариковая опора позволяет устранить погрешность, связанную с перпендикулярностью опорной площадки тензо-датчика и поверхности кожуха подшипника, которая может увеличить волнистость поверхности дорожки качения, что недопустимо согласно техническим условиям на изготовление подшипника.

Пневмоцилиндр также крепится на раму, сжатый воздух на пневмоцилиндр через шланги высокого давления, установленные на подвесных опорах рамы, поступает от переносного компрессора, что позволяет располагать установку в любом месте вне зависимости от возможности подвода трубопровода со сжатым воздухом. Как видно, автомат имеет простую конструкцию, удобен в эксплуатации и обслуживании, что обеспечивает высокую эффективность процесса раскатки.