A kúpgörgős csapágyak szerkezeti jellemzői egyedülálló műszaki előnyökkel járnak: a hengeres görgőscsapágyakhoz hasonló nagy radiális teherbírásúak, és ellenállnak a sugárirányú és axiális terheléseknek, például a mélyhornyú golyóscsapágyaknak; A henger tiszta gördülést érhet el, alacsony súrlódási együtthatóval, amely alkalmas nagy sebességű üzemi körülményekre. Ezért a kúpgörgős csapágyakat széles körben használják olyan területeken, mint az autóipar, szerszámgépek, kohászat, repülés, vasút, mérnöki gépek, mezőgazdasági gépek stb., és a mélyhornyú golyóscsapágyak után a második legnagyobb típusú gördülőcsapágyak. A kúpgörgős csapágyak geometriájának, mechanikájának és kinematikájának bonyolultsága azonban a gyártásukat is megnehezíti. Szigorúan ellenőrizni kell a fő részek, például a gyűrű, különösen a kúpos görgő megmunkálási pontosságát, különben ez súlyosan befolyásolja funkcionális használatának és teljesítményének megvalósulását.
1 A kúpos görgők szabványosítási állapota
A kúpos görgő a legnehezebben feldolgozható a csapágyak gördülőelemében (1. ábra), geometriai alakja összetettebb, mint a golyós, hengeres görgős és tűgörgős; A pontossági követelmény magasabb, mint a gömbhengereknél. Ezért a kúpos görgők a legjellemzőbb reprezentatív termékek a gördülőelemekben, különösen a görgőkben.
A kúpgörgős csapágyak belső szerkezeti tervezési paramétereinek különböző vállalkozások közötti egységesítésének nehézségei miatt a kúpgörgők szabványosítási szintje viszonylag alacsony. Ellentétben a hengeres görgőkkel és a tűgörgőkkel, amelyek már rendelkeznek nemzetközi és nemzeti szabványokkal a méretspecifikációkra vonatkozóan, nehéz megszervezni a tömeggyártást. Ugyanakkor az egyes hengertípusok nagy mennyiségű, költséges munkaerő-, kártya-, mennyiség- és öntőforma-befektetést igényelnek, ami nagymértékben akadályozza a technológiai fejlődést.
Kína jelenleg az egyetlen ország a világon, amely kifejezetten iparági szabványokat fogalmazott meg a kúpos görgők számára (Japán csak hivatkozásként tüntet fel egyszerű tartalmat a JIS B1506:20{{12} mellékletében). }5 gördülőcsapágygörgők). A JB/T 10235-2001 "Gördülőcsapágyak kúpos görgőinek műszaki feltételei" ipari szabvány azonban csak a megfelelő tűréseket, műszaki követelményeket és egyéb tartalmakat tartalmazza, a Dw × Lw × 2 méretspecifikációs paramétereket pedig nem. érintett φ, Ahogy a 2. ábrán látható. Ezek közül a kúpos görgők tűrésszintje 4 szintre van felosztva, nevezetesen 0, I, II és III, a pontossági rangsor a magastól az alacsonyig terjed. Általános párosítási elvként a 0. szintű tűrési görgők a 2. szintű tűréscsapágyakhoz, az I. szintű görgők a 4. szintű csapágyakhoz, a II. szintű görgők az 5. és a 6. szintű csapágyakhoz, a III. szintű görgők pedig főleg a 0. szintű csapágyakhoz használhatók. csapágyak. A nagy pontosságú görgőket főként csapágyakhoz használják bizonyos területeken, például szerszámgépeknél és nagysebességű vasutaknál, mint például a 2-es fokozatot igénylő koordinátafúró gépek orsócsapágyainál.
2. ábra Kúpos görgők fő méretparaméterei
Bár külföldön nincsenek nemzeti vagy ipari szabványok, számos híres csapágygyártó és professzionális görgőgyártó kialakított belső szabványokat. Egyes vállalati szabványok nagyon széles befolyással bírnak, nemcsak jó szabályozó szerepet töltenek be a kúpos görgők technológiájában és gyártásában, hanem elősegítik a kúpos görgők kereskedelmi forgalomba hozatalát a vállalatok körében, sőt nemzetközi szinten is. Közülük az Egyesült Államokban a Timken által vezetett brit kúpgörgős csapágyak meghatározták a kúpgörgők méreteit. A görgő egy méretspecifikációja felcserélhető, és több csapágyas modellhez is használható a tömeggyártás lehető legnagyobb mértékű elérése érdekében.
2 Kúpos görgők vizsgálata
A kúpos hengerek megmunkálásának nehézsége abban is megmutatkozik, hogy a gördülőelemek között a legelterjedtebbek az ellenőrzésre, ellenőrzésre szoruló tételek.
A kínai csapágyiparban a kúpos görgős termékek méretének és helyzeti hibáinak vizsgálati tételei általában 7 elemet tartalmaznak: átmérő, átmérőváltozás, hosszúság, kúpszög, kerekség, a görgő nagy végének kifutása a kúpos felületre, felület kontúr alakja A hengerek felületi érdessége, megjelenése (repedések stb.), hőkezelési minőség (például keménység), maradék mágnesesség stb. De néhány külföldi csapágygyártó cégnek sokkal több kapcsolódó vizsgálati projektje van. Példaként az A vállalatot vesszük külföldre, több mint 20 elemet tesztelt a kész kúpos görgők méretére és helyzeti hibáira; A külföldi B cég kúpos görgők alak- és helyzethiba-észlelési projektjének vázlatos diagramja a 3. ábrán látható. Csak a hullámossági projekt esetében 8 jelzőt tesztelnek a gördülőfelületen és a golyó alapfelületén, alacsony frekvenciára és nagyfrekvenciára osztva. , radiális és kerületi.
3. ábra: Ellenőrzési tételek a kúpos hengerek alak- és helyzethibáira B külföldi cég által
3 Kúpos görgők munkafelületeinek jellemzői követelményei
A kúpos görgők tervezésénél és megmunkálásánál a legfontosabb szempont a munkafelületük jellemzőire vonatkozó követelmények, nevezetesen a görgők domborúsága és a gömb alakú alapfelület.
3.1 Görgős konvexitás
A csapágyak "névleges dinamikus alapterhelése és névleges élettartama" alapvető teljesítményparaméterek számítási módszeréből az érvényes feltétel, hogy "a görgő és a futópálya érintkezésénél a feszültségeloszlás egyenletes legyen". Ennek az állapotnak a biztosítására a domborúvá alakítható belső és külső futópályák mellett a legelterjedtebb gyakorlat, hogy a görgő gördülőfelülete konvex legyen. Különösen akkor, ha a szükséges kiemelkedés kicsi, a versenypálya egyenes vonalak szerint megmunkálható. A folyamatok csökkentése és a költségek megtakarítása érdekében a görgőn csak a kiemelkedést kell megmunkálni.
A görgők gyakran használt konvex alakjai közé tartozik a teljes ív, az ívkorrekciós vonal és a logaritmikus görbe. Az általuk kialakult érintkezési feszültség-eloszlás könnyű és nagy terhelés mellett egyenes görgőkkel való összehasonlítása (például hengeres görgőkkel) a 4. ábrán látható. Látható, hogy a logaritmikus görbe konvex henger rendelkezik a legideálisabb érintkezési feszültségeloszlással. .
Tekintettel arra a tényre, hogy a görgő konvexitása elsősorban a görgő és a futópálya közötti érintkezési feszültségeloszlás javítására, azaz a csapágy teherbírásának növelésére tett intézkedés, nem mindig igaz, hogy a görgőnek konvexnek kell lennie a csapágy csapágyazásakor. alacsonyabb terhelési körülményekre alkalmazzák, vagy más használati követelmények fontosabbak. A konvexitási forma megválasztásánál is figyelembe kell venni a különböző használati követelményeket, különös tekintettel a folyamatmegvalósítás lehetőségére.
(1) Az olyan alkalmazásokhoz, mint a könnyű terhelés, a stabil működés és az alacsony zajszint, célszerű egyenes sima görgőket használni.
(2) Tekintettel arra, hogy a görgős konvexitású megmunkálásnál a teljes ívkonvexitás alakja a legkönnyebben biztosítható (az ívkorrekciós vonalaknak nehéz sima átmenetet elérni az ív és az egyenes szegmensek metszéspontjában, a logaritmikus görbék is nehézkesek végtelen eléréséhez a végfelületen), sok híres külföldi cég teljes ívkonvexitást alkalmaz a görgőknél (beleértve a kúpokat és hengereket is) általános alkalmazásokban.
4. ábra A görgős konvexitás alakja és az érintkezési feszültség eloszlása
Az ívkorrekciós vonal konvex alakja egy "korrekciós típus" választás, amely a teljes ív konvex alakja és a logaritmikus görbe közé esik, szélesebb körű alkalmazhatósággal. Az egyenes szegmensek kiválasztásánál ez általában a görgő effektív hosszának 50-70%-a. Például egy japán cég az ívkorrekciós vonal domború görgőit két típusra osztja: standard típusú (egyenes szegmens 60%) és javított típus (egyenes szegmens 50%). Ezek közül a továbbfejlesztett görgő előnyösebb az excenteres terhelésekhez való alkalmazkodásban.
Az ívkorrekciós vonalak és a logaritmikus görbe konvexitása elméletileg jobb, mint az egyenes vonalak és a teljes ívkonvexitás, de nehezebb feldolgozni. Ha a tényleges megmunkálási alakhiba túl nagy, akkor a hibaponton egyedi érintkezési feszültségeloszlási pontok jönnek létre, amelyek ehelyett a fáradtság, kopás és egyéb meghibásodási jelenségek gyenge láncszemeivé válnak. Egy hazai vállalkozás ívkorrekciós vonalának domború görgője az 5. ábrán látható módon nem tudott sima átmenetet elérni az ív és az egyenes szakasz metszéspontjában, ami a fáradási hámlás meghibásodását eredményezte. Egy ismert külföldi cég kúpos görgőjének logaritmikus görbéjének mért görbe konvexitása a 6. ábrán látható, amely azt mutatja, hogy magas feldolgozási szintet ért el.
5. ábra Példa ívkorrekciós vonallal ellátott konvex görgő fáradási hibájára
6. ábra Egy híres külföldi cég kúpos görgőjének logaritmikus görbéjének konvexitásának mérése
A kúpgörgős csapágyak szerkezeti jellemzőinek erőelemzése szerint a görgő és a futópálya érintkezési alakja a 7. ábrán látható. Mivel az érintkezési feszültség a görgő kis végén valamivel nagyobb, mint a nagy végén, a domború alak aszimmetrikus legyen, vagyis a kis végén a konvexitás nagyobb legyen, mint a nagy végén. A tényleges gyártás során a kényelem érdekében gyakran használnak szimmetrikus feldolgozást. Legyen szó teljes ívről, ívkorrekciós vonalról vagy logaritmikus görbe konvexitásról, a görgő effektív hossz-középpontjával, mint koordináta-origióval enyhén a nagyobb végirány felé történő elmozdulás módszere alkalmazható, hogy különböző konvexitási mértékeket érjünk el a görbe mindkét végén. a görgőt.
7. ábra Kúpos görgő érintkező alakja
(6) Konvexitási megmunkálási módszer. A közönséges hengerek általában köszörülést használnak végső megmunkálásként, míg a nagy pontosságú hengereknél ultraprecíziós megmunkálást kell végső megmunkálásként használni (ha a konvexitás kicsi, például 0,005 mm alatti, akkor közvetlen ultraprecíziós megmunkálás használható ha a konvexitás nagy, akkor "először csiszolható, majd túlléphető").
(7) A görgő domború megmunkálása után a domború rész kerekségi hibája általában romlik. Ha alacsony zajszintű csapágyakhoz használják, a görgő konvex részének kerekségi hibáját ellenőrizni kell.
3.2 Görgős golyó alapfelülete
A kúpgörgős csapágy működése közben a kúpgörgő erőállapota a 8. ábrán látható, vagyis a görgő nagy homlokfelülete természetesen a nagy belső gyűrű éléhez fog dőlni a futópálya és a a görgő kúpszöge. Ezért a görgő nagy homlokfelülete a kúpos görgő másik fontos munkafelülete. A görgő nagy végfelülete és a belső gyűrű nagy éle közötti mozgásforma csúszó. Annak érdekében, hogy viszonylag kedvezőtlen mozgási viszonyok között is hatékony kenést biztosítsunk, a belső gyűrű nagy széle általában gömb alakú, ferde vagy enyhén domború felületként van kialakítva. Kísérleti kutatás és összehasonlítás után különböző típusú felületeken, például gömb-, ferde- és kúpos felületeken, a gömbfelületek alapvetően a legjobb választás a henger nagy homlokfelületéhez. Ezért a kúpos görgők nagy végfelületét általában "gömb alakú alapfelületnek" nevezik.
8. ábra Kúpos görgők erőállapota
A gömbalap sugarát általában a kúp tetejének hosszának {{0},95-nek (vagy 0.96-nak) vesszük. Ezen a ponton az érintkezési pont ellipszis alakú, amely segít rugalmas, dinamikus kenőolajfilm kialakításában, és kisebb érintkezési feszültséggel és jobb ferdeséggátló képességgel rendelkezik. Egyes külföldi cégek az eltérő használati feltételekhez való alkalmazkodás érdekében a gömbalap sugarának szélesebb tartományban határozzák meg a gömbalap sugarát, és akár 0.75-0.96-ot is vehetnek a kúp tetejének hosszából.
A golyós alapfelület végső megmunkálása a csiszolás, így a felületi érdesség nehezen éri el az ultra pontosság szintjét, mint az átmérőjű felület. Kombinált műgyanta csiszolókorongot használva az átköszörüléshez az Ra felületi érdesség elérheti a {{0}},125 μ-t m alatt a legjobb szint elérheti a 0,08 μ-t kb.
4 A kúpos görgők problémái és megoldásai Kínában
A viszonylag elmaradott feldolgozó berendezések és technológia miatt a legtöbb kínai vállalat továbbra is egyetlen gépre vagy egyszerű gyártósorra támaszkodik. Számos folyamat létezik, és sok kapcsolat főként kézi vezérlésű, ami nagy különbségeket eredményez a feldolgozási pontosságban és a termék minőségének gyenge stabilitásában. Ezért mindig is viszonylag alacsony szinten voltak. Csak III. osztályú görgők gyárthatók tömegesen; Egy részük II. fokozatú görgőket gyárthat; Az I. és 0. fokozatú hengerek alapvetően nem képesek stabilan termelni. A főbb problémák a következők: a kúpos felületek átmérőjének változása és felületi érdessége, kúpszög hiba, hosszváltozás, kerekítési hiba, konvexitás alakja (logaritmikus görbe domborúságának illeszkedése, ívkorrekciós vonal konvexitása sima átmenete), golyó alapfelületének kifutása és felülete érdesség, nem munkafelület mérete és helyzeti hiba stb. Ha például a körkúpos felületek felületi érdességét, lekerekítési hibáját és kúpszöghibáját vesszük figyelembe, a külföldön a haladó szintek Ra0.06-0. 16, illetve μ m. 0.8 μ M (még 0.3-ig) μ Körülbelül m), ± 1 μ m. Kínában az Ra általában {{10}},1 és 0,25, 1,5, ± 2 μM között van. A technológia elmúlt évekbeli fejlődésével jelentős javulás következett be az átmérő változásában és a felületi érdességben. kúpos felületek, és gömbalap felületi kifutás. Mindazonáltal még mindig jelentős hiányosságok vannak a domború alakban, a gömb alakú alapfelületek felületi érdességében, a kúpszög hibájában és a nem működő felület minőségében.
A fent említett méret- és helyzethibákkal kapcsolatos problémák megoldásához először korszerű feldolgozó berendezéseket kell alkalmazni, és jelenleg ígéretes fejlődési irány mutatkozik.
(1) Egyes vállalatok nemzetközi fejlett szintű feldolgozóberendezéseket vezettek be, például a japán Sakamura Company nagy sebességű duplakattintásos hidegfejezési gépeit cseréptengelyekhez; A Wazhi és a Luoyang LYC bemutatta a német Modler cég külső átmérőjű és golyós talpú csiszológépeit. Ezeknek az eszközöknek a bevezetése nemcsak a fejlett technológiát hozza magával, hanem nagyban megváltoztatja a kúpos görgős gyártás hagyományos koncepcióját is.
(2) A Puyang Beiying kifejlesztette Kínában a legfejlettebb, teljesen automatikus kúpos görgős köszörülési gyártósort, amely olyan funkciókat valósít meg, mint az automatikus be- és kirakodás, szállítás, mérés, kompenzáció stb. I görgőt vízszintesen, és elkerüli a karcolásokat a görgő felületén; A Xinxiang Risheng által kifejlesztett precíziós kúpos görgős középpont nélküli köszörűgép megmunkálási pontossággal megfelel a II. osztályú hengerek követelményeinek.
(3) A Dalian Longzheng által kifejlesztett polírozógép 1-2 szinttel csökkentheti a hengerek felületi érdességét, és jelentősen javítja a megjelenés minőségét a hengeres csiszolás vagy ultraprecíziós polírozás elvégzésével. Polírozógépét nem csak a hazai csapágygyártó cégek használják, hanem külföldi csapágygyártó cégek is megvásárolták és használták, mint például a Timken és a Schaeffler.
Ezenkívül a kúpgörgős csapágyak rövid élettartama és a kúpgörgők meghibásodása a fő tényező a konvex görgők, különösen a logaritmikus görbe konvex görgők, valamint a kiváló minőségű nyersanyagok (például nagy tisztaságú vákuum) használata. gáztalanított acélt vagy elektrosalak újraolvasztó acélt), kiváló felületi minőségű hidegen húzott ezüstfényes anyagokat (például hámozott anyagok, polírozott anyagok) és fejlett hőkezelési technológiákat (például védőatmoszférát vagy szabályozható légkört) kell választani. Ez a legkritikusabb előfeltétel a kúpgörgők korai meghibásodásának elkerülésére és a kúpgörgős csapágyak élettartamának befolyásolására.
5 Nagy pontosságú hengerek gyártása
A nagy pontosságú kúpos görgők általában kis méretű görgők. Példaként figyelembe véve a 25 mm-nél kisebb vagy azzal egyenlő görgőátmérőt, nagy pontosságú 0 és I hengerek gyártásához általában a következő feldolgozóberendezéseket, folyamattechnológiát és fejlett koncepciókat kell használni.
(1) A durva alakítás nagy sebességű duplakattintásos hidegfejes gépet alkalmaz, ezüst fényes anyaggal, zárt alakítással, kevesebb gyűrűs szalaggal, kis tartalékkal, és biztosítja a nem működő felületek, például homorú gödrök méret- és helyzettűrési követelményeit. a golyós alapfelület, a kis végfelületek (nem csiszolt), a letörések stb., amelyeket a jövőben nem fognak megmunkálni.
(2) A köszörülési folyamat során CNC szerszámgépeket alkalmaznak, 2-3 megmunkálási ciklussal, és hagyományos másodlagos temperálást, hidegkezelést, további temperálást, öregítési kezelést és egyéb intézkedéseket alkalmaznak a hengerek szerkezetének és méretstabilitásának javítása érdekében.
(3) A görgős kúp felületének végső megmunkálási folyamatként ultra pontosságot kell alkalmaznia a szükséges alacsony felületi érdesség elérése és a minőségi feltételek, például a gömbölyűség, a hullámosság és a csiszolási romlási réteg javítása érdekében.
(4) A henger kis végfelületét köszörüléssel dolgozzák fel. A nagy pontosságú kúpgörgős csapágyak zökkenőmentes mozgásának biztosítása és a görgők megdöntésének megakadályozása érdekében a belső gyűrű kis védőéle is köszörült, hogy szabályozza a belső gyűrűs futópálya méretváltozását. Szigorúan meg kell követelni a görgők megfelelő hosszváltoztatását is, ezért a hidegkovácsolással kialakított kis homlokfelületet is köszörülni kell.
(5) A mérési módszerek főként a műszeres precíziós mérésen alapulnak. A fő méret- és helyzethibák és paraméterek esetében a műszeres precíziós mérést (beleértve az online mérést is) alkalmazzák; A nem működő felületek, például üregek és letörések esetében a hagyományos minőségi méréseket, például a sablonokat is át kell állítani a mennyiségi mérésekre, például a koordinátavetítőkre és a felületi profilozókra. Például a nagy sebességű mezőkön használt precíziós hengereknél, ha a letörések nem egyenletesek, vagy a hornyok koaxiálissága nem megfelelő, a henger mozgás közben heves ingadozásokat tapasztal a centrifugális erőben a tömegkiegyensúlyozatlanság miatt, ami olyan jelenségekhez vezet, mint pl. görgős billentés.
(6) A repedésvizsgálatot többféle módszerrel kell ellenőrizni. Tekintettel arra, hogy a hengeres nyersanyagok és az azt követő eljárások, mint például az acélhuzal hideghúzása, hidegfejezés és köszörülés hajlamosak repedések és egyéb hibák kialakulására, ez a hengeres feldolgozás leggyakoribb minőségi problémája. Ezért különféle ellenőrzési módszereket, például savas mosást, örvényáramot és mágneses port kell alkalmazni annak biztosítására, hogy a hengereken ne legyenek komoly hibák, például repedések.
(7) A görgős válogatásnak előnyben kell részesítenie az online „kártyaszegmens-csoportosítás” használatát, hogy a lehető legnagyobb mértékben megőrizze a görgős kötegek méretének és helyzetének pontosságát, hogy megfeleljen a kúpgörgős csapágyak „véletlenszerű összeszerelésének” követelményeinek.
(8) A feldolgozási és vizsgálati környezetet laboratóriumban kell mérni. A precíziós megmunkálási folyamatnak és a tesztelési környezetnek meg kell felelnie a „mérőhelyiség” követelményeinek, olyan feltételek mellett, mint az állandó hőmérséklet, páratartalom, tisztaság és rezgésszigetelés, hogy minimálisra csökkentsük a környezeti tényezők hatását a szerszámgépre, a munkadarabra és a vizsgálóberendezésekre. , a megmunkálási és mérési pontosság viszonylagos stabilitásának és konzisztenciájának biztosítása érdekében.
6. Következtetés
A kúpos görgők a csapágygördülő elemek közül a legnagyobb megmunkálási nehézséggel rendelkező reprezentatív termékek. A kiváló minőségű kúpos görgők, különösen a nagy pontosságú kúpos görgők gyártásához a megmunkáló berendezések a legfontosabbak. Számos fejlett folyamattechnológia csak fejlett megmunkáló berendezésekre támaszkodva érhető el. Ugyanakkor szükséges a kúpos görgők műszaki jellemzőinek alapos ismerete, fejlett műszaki ötletek és koncepciók birtoklása ahhoz, hogy a kúpos görgők technológiai fejlődési irányát magasabb szinten tisztázzuk. A külföldi feldolgozóberendezések bevezetésével és a független kutatás-fejlesztéssel a kínai termékminőség és a kúpos görgők műszaki színvonala mindenképpen jelentős áttörést fog elérni a közeljövőben.
2024 április 3Hét WBMTermékajánlat:
Szuper befejező tekercs:
30 éves tervezési és gyártási tapasztalattal rendelkezünk a csapágyak gördülőelemei és az ISO9001 és IATF16949 szabvány szerinti szerszámipar terén. A hidegvágó gépekhez, esztergagépekhez, köszörűgépekhez való szerszámokat az Ön igényei szerint gyártjuk.
