ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМНЫХ ФАКТОРОВ ПРОЦЕССА ИМИТАЦИОННОЙ ДОРАБОТКИ НА ВЕЛИЧИНУ ИЗМЕНЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА В ПРИРАБАТЫВАЕМОМ ПОДШИПНИКЕ

INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF THE REGIME FACTORS OF THE SIMULATION REFINEMENT PROCESS ON THE VALUE OF THE CHANGE IN THE RADIAL CLEARANCE IN THE BEARING BEING WORKED ON

Yuri Kharchenko

Master's student, Department of Technology and Control Systems in Mechanical Engineering, Saratov State Technical University named after Gagarina Yu. A.,

Russia, Saratov

Oleg Davidenko

Academic Supervisor, Doctor of Technical Sciences, Professor, Saratov State Technical University named after Gagarina Yu. A.,

Russia, Saratov

АННОТАЦИЯ

Данная работа посвящена исследованию и анализу влияния факторов процесса доработки сферического двухрядного роликового подшипника на величину изменения радиального зазора с целью подтверждения предположения о высокой формообразующей способности исследуемого способа доработки роликоподшипников. Приведены результаты экспериментальных исследований.

ABSTRACT

This work is devoted to the study and analysis of the influence of the process mode factors on the value of the change in the radial clearance in the assembled spherical double-row roller bearing in order to confirm the assumption of a high form-forming ability of the studied method of refining roller bearings. The results of experimental studies are presented.

Ключевые слова: подшипник, приработка, исследование, факторы, радиальный зазор.

Keywords: bearing, run-in, research, factors, radial clearance.

После обработки данных экспериментальным путем была выведена модель линейного износа деталей сферического двухрядного подшипника.  Показывающая величину увеличения радиального зазора в сферическом двухрядном подшипнике:

Была сделана зависимость влияния частоты вращения внутреннего кольца сферического двухрядного подшипника на величину изменения радиального зазора в нем и представлена на (рис. 1).

Рисунок 1. График изменения Δ_з в сферическом двухрядном подшипнике от n_в внутреннего кольца: - - - - - - нижний уровень факторов;  верхний уровень факторов.

На (Рис. 1) показаны две кривые. Одна кривая характеризует минимальные значения из диапазона варьирования факторов (частоту вращения внутреннего кольца, время обработки, угол скрещивания осей вращения наружного и внутреннего колец), а другая – когда эти факторы имели максимальные значения. С увеличением частоты вращения внутреннего кольца сферического двухрядного подшипника радиальный зазор в нем повышается. Объясняется это тем, что при увеличении частоты вращения внутреннего кольца так же увеличивается частота вращения сепаратора, и тем самым возрастает собственная частота вращения роликов вокруг своей оси.

Сильно повышается число одиночных контактов каждого участка рабочих поверхностей деталей друг с другом за единицу времени. И поэтому если учесть то, что за каждый единичный контакт рабочих поверхностей друг с другом осуществляется некоторый локальный износ отдельных участков контактирующих поверхностей, то повышение этого числа контактов в единицу времени приведет к повышению общего линейного износа взаимодействующих поверхностей, а эквивалентно увеличению величины радиального зазора в сферическом двухрядном подшипнике.

Вместе с тем интенсивность износа рабочих поверхностей неодинакова на всем рабочем диапазоне частот вращения внутреннего кольца. Она возрастает с увеличением частоты вращения примерно до 400 об/мин, а далее наблюдается некоторое падение интенсивности износа. Это происходит от того, что с ростом частот вращения деталей подшипника наряду с возрастанием во времени числа единичных контактов, что приводит к увеличению износа, уменьшается время каждого такого контакта, что, как известно, ведет к уменьшению износа.

Таким образом, в нижнем диапазоне частот вращения внутреннего кольца сферического двухрядного подшипника происходит более благоприятное сочетание указанных факторов, что приводит к увеличению интенсивности приработки поверхностей, а в верхнем - наоборот. При этом интенсивность приработки падает.

Перевод режимов приработки с нижнего уровня факторов на верхний обеспечивает повышение полезного износа рабочих поверхностей деталей подшипника примерно в 4 раза.

Рисунок 2. График изменения Δ_з в сферическом двухрядном подшипнике от n_н наружного кольца: - - - - - - нижний уровень факторов;  верхний уровень факторов.

Как видно из (рис. 2), частота вращения наружного кольца прирабатываемого подшипника оказывает несколько меньшее влияние на линейный износ рабочих поверхностей его деталей. Ее увеличение с 10 до 100 об/мин приводит к росту радиального зазора в подшипнике всего на 0,48 мкм при максимальных режимах приработки и на 0,12 мкм - при минимальных режимах. Причины такого увеличения износа деталей подшипника с возрастанием частоты вращения наружного кольца сходны с описанными ранее при анализе степени влияния на износ частоты вращения внутреннего кольца.

Рисунок 3. График изменения Δ_з в сферическом двухрядном подшипнике от τ приработки: - - - - - - нижний уровень факторов;  верхний уровень факторов.

Более значительное влияние на увеличение радиального зазора в подшипнике оказывает время приработки (рис. 3). Возрастание времени приработки сферического двухрядного подшипника с 10 до 60 секунд приводит к увеличению радиального зазора почти в два раза. В первые 40 секунд работы подшипника в режиме ускоренной приработки интенсивность износа, то есть износ в единицу времени, возрастает, а далее несколько уменьшается.

Рисунок 4. График изменения Δ_з в сферическом двухрядном подшипнике от α пересечения осей вращения наружного и внутреннего колец: - - - - - - нижний уровень факторов;  верхний уровень факторов.

На (рис 4) изображено, что с увеличением угла пересечения осей в процессе приработки сферического двухрядного подшипника его радиальный зазор возрастает. Время приработки, равное 60 секундам, при угле пересечения осей вращения наружного и внутреннего колец, равном 30 минутам, суммарный линейный износ рабочих поверхностей деталей сферического двухрядного подшипника составил почти 7 мкм. При этом частоты вращения наружного и внутреннего колец поддерживались на максимальном уровне принятого диапазона. Такая величина износа при обеспечении требуемой точности вращения колец и правильной наладке оборудования позволяет в значительной мере исправлять геометрические погрешности рабочих поверхностей деталей роликоподшипника, оставшиеся после механической обработки, и формировать на них рациональные, с точки зрения эксплуатации, макро- и микрогеометрические параметры.

Список литературы:

1. Давиденко О. Ю, Белоусова Н.В. Имитационная совместная доработка деталей подшипников качения. Сборник статей XXI Международной научно-практической конференции: в 2 ч. 2019 Издательство: "Наука и Просвещение" (ИП Гуляев Г.Ю.) (Пенза) − 165-167с.
2. Королев А. В. Выбор оптимальной геометрической формы контактирующих поверхностей деталей машин и приборов А. В, Королев. Саратов СГТУ, 1972. -134 с.
3. Королев А. В. Влияние геометрической формы дорожки качения роликоподшипника на его долговечность А. В. Королев, О. Ю. Давиденко Расчеты и испытания на контактную усталость материалов и деталей машин тез. докл. всесоюзн. семинара. М.: Госком. СССР по стандартам, 1984. 8586.
4. Патент 2166678. Российская Федерация, МПК F16C 33/64 (2000.01), B24B 19/06 (2000.01). Способ приработки подшипников в собранном виде и устройство для его осуществления [Текст] / Королев А.В., Давиденко О.Ю., Земской О.В.; Заявитель и патентообладатель: Саратовский государственный технический университет НПП "НЕСТИМА". № 99100208/28, заявл. 05.01.1999: опубликовано: 20.10.2000 – 4 с.