圓錐滾子超精若干問題探討.pdf

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1、《軸承》1999.?.5圓錐滾子超精若干問題探討平頂山興州機(jī)械廠(河南平頂山467001)　葛超峰　　目前,我國圓錐滾子軸承正朝著圓錐滾子帶由于滾子是全凸形,各個(gè)滾子在公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)過程凸度的方向邁進(jìn),這樣既能提高軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活中,均能根據(jù)整個(gè)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。找到自己瞬性、降低噪聲,又能減少大小端的應(yīng)力集中、提高間的理想位置。從而保證整個(gè)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度,軸承使用壽命,現(xiàn)就圓錐滾子超精時(shí)的有關(guān)問題同時(shí)也減少由于尺寸差的影響帶來的噪聲和對(duì)精作一探討。度的影響。而半凸形滾子,其起作用的部分是中1全凸形滾子和半凸

2、形滾子利弊的間的直線部分,兩端的圓弧部分只起到圓滑過渡的作用。全凸形滾子雖然開始時(shí)是點(diǎn)接觸,但由比較于凸度量極小(以μm計(jì)),運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,即可所謂全凸形滾子,指除去圓錐滾子大、小頭軸找出與其形狀相適應(yīng)的內(nèi)、外滾道軌跡。因此,全向坐標(biāo)外,整個(gè)母線呈外凸的形狀。所謂半凸形凸形滾子比半凸形滾子在軸承中的運(yùn)轉(zhuǎn)情況要好滾子,指母線中間部分是直線,靠近大、小端倒角得多。另外,從德國FAG公司、瑞典SKF公司、部分是圓弧過渡(對(duì)數(shù)母線修正形或圓弧修正線)日本NTN公司等世界知名的軸承廠家來看,其見圖1、圖2。圓

3、錐滾子產(chǎn)品均是全凸形的。2　全凸形滾子的加工方法全凸形滾子超精加工有“三段式”和“平直式”兩種方法。2.1“三段式”超精加工目前,比較直觀且容易被大家接受的超精原理是“三段式”,即將超精導(dǎo)輥在全部工作部分加工成三個(gè)角度。第一部分先超圓錐滾子小頭,然后超大頭,最后超中間部分(如圖3)。圖1圖3這種方法原理很直觀,其超精導(dǎo)輥的角度經(jīng)過微分推導(dǎo)可得出如下公式(推導(dǎo)過程從略):tgδφ=sinφtgβ+tg/cosβ22式中δ超精導(dǎo)輥工作部分全角β滾子中心線與油石工作面夾角圖2β=α/2±λφ超精時(shí)的壓力角,

4、一般取12°～19°根據(jù)圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)形式,全凸形滾子φ的大小與超精輥直徑和兩個(gè)超精導(dǎo)輥的中其最高點(diǎn)與內(nèi)、外滾道接觸。在軸承旋轉(zhuǎn)過程中,心距離有關(guān)(圖4)。圖中P為超精油石對(duì)滾子的·15·《軸承》1999.?.5壓力,F為超精導(dǎo)輥對(duì)滾子的支承力。L所以λ=arcsin2Rcos(α/2)在實(shí)際生產(chǎn)過程中,λ根據(jù)經(jīng)驗(yàn)要加倍,即λ=Kλ。根據(jù)圓錐滾子直徑和角度不同,λ可取不同的范圍:即K=2～6。如對(duì)LM1190,K=2;對(duì)32210(原7510E),K=3;對(duì)31311(原27311E),K=6。另

5、外,壓力角φ的選取直接影響超精導(dǎo)輥的使用壽命和圓錐滾子圓度的提高。因?yàn)镕=P/sinφ,如果φ的角度小,F勢(shì)必增大,將增加滾子圖4與超精導(dǎo)輥的摩擦力,需要頻繁對(duì)超精導(dǎo)輥進(jìn)行　　由圖知修磨,如果φ過大,超精時(shí)將不能有效地改善圓λ1>0(超滾子小端)錐滾子的圓度(超精工序?qū)A錐滾子圓度的改善λ=λ2<0(超滾子大端)率要達(dá)到60%以上)。根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn),如果滾子λ3=0(超滾子中間平直部分)直徑Dw≤10mm,φ取15°為宜;如果滾子直徑λ計(jì)算方法(圖5)如下:10

6、輥的直徑在超同一直徑滾子時(shí),對(duì)壓力角φ有直接影響,一般可取超精導(dǎo)輥直徑為125mm。2.2“平直式”超精加工所謂“平直式”超精,是指在超全凸形滾子時(shí),整個(gè)超精導(dǎo)輥采取一個(gè)角度。這種超精方法的工作原理不象“三段式”那樣直觀,用一個(gè)角度超精時(shí),滾子不是一個(gè)接一個(gè)連續(xù)的。因超精導(dǎo)輥有擋邊,當(dāng)滾子依次通過各工位油石時(shí),大小頭依次接觸、離開油石,選用適當(dāng)?shù)墓に噮?shù),在油石的壓力和高頻率振動(dòng)過程中也可以形成凸度。這種超精導(dǎo)輥在設(shè)計(jì)角度時(shí),取λ=0。圖5Lsinλ=2Rcos(α/2)OE=ON=ROC=OE-NC

7、=R-Δ222又OE=CE+OC22L2R=+(R-Δ)2cos(α/2)2L22=2+R-2RΔ+Δ(4cos(α/2)2L22+Δ圖64cos(α/2)即R=2Δ3　三段式和平直式的比較(圖6)2L≈8Δ目前,國內(nèi)軸承生產(chǎn)廠家超精設(shè)備大部分采2(Δ≈0,cosα≈1)用的是洛陽軸承廠生產(chǎn)LZ215超精機(jī)和洛陽軸(下轉(zhuǎn)第33頁)·16·《軸承》1999.?.5表5φ1.588鋼球φ3.969鋼球φ6鋼球φ10鋼球φ20鋼球φ40鋼球?yàn)V波上限測頭半徑/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm2.54.

8、62-----15253.63-----2.50.421.432.645.99--50250.330.861.352.40--2.50.0470.1590.2940.6672.2227.994150250.0370.0960.1500.2670.6231.6002.50.0050.0150.0270.0600.2000.720500250.0040.0090.0140.0250.0560.1445給出了其濾波上限所對(duì)應(yīng)的最大半波高An。成為“超靜軸承”的