Rulman sanoatida rulman tashqi halqalari odatda yupqa devorli qismlardir. Odatda, CNC tornalari qattiq burilishda rulmanning tashqi halqalarini o'z-o'zidan markazlashtiruvchi yoki ko'p jag'li chuck siqish usullaridan foydalanadi. Oddiy gidravlik o'z-o'zini markazlashtiruvchi yoki qattiq burilish podshipniklarining tashqi halqasida ko'p jag'li shtutserni qisish natijasida yuzaga keladigan deformatsiya muammosini hisobga olgan holda, qattiq burilishli yupqa devorli podshipniklarning tashqi halqalarini qisish uchun elektro-doimiy magnit shtutserlardan foydalanish usuli qo'llanildi. taklif qilingan. Shu bilan birga, qattiq burilish paytida yupqa devorli podshipnikning tashqi halqasining ichki teshigida ijobiy konusning hodisasi yuzaga keladi, bu ichki teshikning haddan tashqari yumaloqligiga olib keladigan muammoni hisobga olgan holda, uni yaxshilash taklif etiladi. yupqa devorli rulmanlarning qattiq burilishini ta'minlash uchun kesish chuqurligini va kesish yo'lini o'zgartirish orqali ichki teshikdagi ijobiy konusning hodisasi. Rulman tashqi halqasining ichki teshigining yumaloqligi qattiq burilishli yupqa devorli podshipniklarning tashqi halqasini qisish uchun elektro-doimiy magnit shtutserlardan foydalanishning maqsadga muvofiqligini isbotlaydi.
01
Muqaddima
Qattiq burilishdagi eng zaif bo'g'inlardan biri sifatida rulmanni siqish va joylashishni aniqlash usuli har doim rulman sanoatida qattiq burilish texnologiyasini keng qo'llashni cheklovchi qiyinchilik bo'lib kelgan. Siqish usuli va siqish aniqligi to'g'ridan-to'g'ri ishlov berishning aniqligiga ta'sir qiladi. Qattiq burilish jarayonida silliqlashni qayta ishlashning aniqligiga erishish uchun tegishli siqish usulini tanlash va siqish aniqligini maksimal darajada oshirish juda muhimdir [1].
O'z-o'zidan markazlashtiruvchi yoki ko'p jag'li shtutserlar keng ko'p qirraliligi, mahkamlash ishonchliligi va markazlashtirishning aniqligi tufayli burilish operatsiyalari uchun tanlangan armaturaga aylandi. O'z-o'zidan markazlashtirilgan yoki ko'p jag'li shtutserlarning siqish usuli uchun jag'larning tuzilishini o'zgartirish, jag'larning aniqligini yaxshilash va jag'larning joylashishini yaxshilash orqali rulmanning qattiq burilish deformatsiyasi miqdori cheklanishi mumkin va siqish aniqligini oshirish mumkin. Ren Minjie va boshqalar. [2] CNC stanoklarining gidravlik o'z-o'zini markazlashtiruvchi panjasining tirnoqlari tuzilishini yaxshiladi, bu rulman qattiq burilish tashqi halqasining deformatsiyasini sezilarli darajada kamaytirdi va uchta tirnoq bilan ushlab turilgan tashqi halqaning katta deformatsiyasi muammosini hal qildi. Amerika Qo'shma Shtatlaridagi Purdue Universitetidan doktor Jeongmin Byun [3] o'z-o'zidan markazlashtirilgan chuck qisqichini tizimli ravishda tahlil qildi. U nafaqat qattiq burilish silindrli qismlarini siqish xatosiga ta'sir qiluvchi asosiy omillarni aniqladi, balki ishlov beriladigan qismning egilishini bartaraf etish va siqish xatosini kamaytirish usulini taklif qildi. Siqilishning aniqligini bosqichma-bosqich yaxshilash usullari ortiqchalikni saqlash, jag'larning ishlov berish aniqligini yaxshilash va jag'ning joylashishining aniqligini oshirishni o'z ichiga oladi. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, silindrsimon rulmanli halqalarni siqish aniqligini oshirish asosida qayta ishlash orqali ishlov berish aniqligi silliqlash ishlovi darajasiga yetishi mumkin, bu "silliqlashni torna mashinalari bilan almashtirish" maqsadga muvofiqligini isbotlaydi. Hozirgi vaqtda qattiq burilishli podshipniklarni qisish uchun elektro-doimiy magnit choklardan foydalanish holatlari kam. Ushbu qisish usuli aniq afzalliklarga ega va tirnoqli qisqichlardan kelib chiqqan yupqa devorli podshipniklarning deformatsiyasini oldini oladi. Biroq, kamchiliklar hali aniq emas va tajribalar bilan tekshirilishi kerak. JM Zhou va boshqalar. [4] Shvetsiyadagi Lund universitetidan prokat rulmanlarini kesishda siqish uchun oʻz-oʻzidan markazlashtiruvchi chuckdan foydalanish 20 mkm gacha deformatsiyaga olib kelishi mumkinligini aniqladi va qisish uchun olti jagʻli chuck yoki elektromagnit chukdan foydalanishni tavsiya qildi. Qattiqligi 60 dan 62 HRC gacha bo'lgan qattiq burilishli 100Cr6 halqa qismlari bo'yicha eksperimental tadqiqotlar natijasida ular qisish uchun o'z-o'zidan markazlashtirilgan shtutserdan foydalanganda halqa qismlarining yumaloqlikdan tashqari xatosi 10 mkm dan oshganligini aniqladilar; siqish uchun oltita tirnoqli chuckdan foydalanganda, halqa qismlarining yumaloqlik xatosi 10 mkm dan oshdi. Halqa qismlarining dumaloqdan tashqari xatosi taxminan 9 mkmni tashkil qiladi; elektromagnit chuck qisqichidan foydalanganda, halqa qismlarining dumaloqlikdan tashqari xatosi 4 mkm dan kam.
Garchi o'z-o'zidan markazlashtirilgan yoki ko'p jag'li shtutserlar qattiq burilish vaqtida yupqa devorli podshipnik tashqi halqalarining deformatsiyasini jag'larni optimallashtirish orqali yaxshilashi mumkin bo'lsa-da, ular yupqa devorli podshipnik tashqi halqalarining qattiq burilish deformatsiyasi muammosini to'liq hal qila olmaydi. Shuning uchun, elektro-doimiy magnit shtutserni siqish yordamida yupqa devorli rulmanli tashqi halqalarni qattiq burish uchun eng yaxshi usul bo'ldi. Ushbu maqola qattiq burilishli yupqa devorli podshipnikning tashqi halqasini qisish uchun elektro-doimiy magnit chuck yordamida birinchi marta eksperimental tadqiqotlar olib boradi. Bu qattiq burilishli yupqa devorli podshipnikning tashqi halqasini qisish uchun elektro-doimiy magnit chuckning maqsadga muvofiqligini tekshiradi. Bundan tashqari, qattiq burilishli yupqa devorli podshipnikning tashqi halqasining ichki teshigini tahlil qiladi. Ijobiy konusning hodisasi sodir bo'lganda, ichki teshikning yumaloqligi tolerantlikdan tashqarida. Kesish chuqurligi va kesish yo'lini o'zgartirish orqali ichki teshikning ijobiy konus fenomenini yaxshilash taklif etiladi.
02
Elektro-doimiy magnit chok bilan tanishtirish
Elektr-doimiy magnit chuck elektromagnitlar o'rniga doimiy magnitlardan yasalgan va magnit o'tkazuvchan bloklar odatda doimiy magnitlardir. U ishlay boshlaganda, elektro-doimiy magnit chuck quvvatlanadi va magnitlanadi. Belgilangan magnit quvvatga erishilganda, magnit kuchni saqlab qolish uchun quvvat avtomatik ravishda o'chiriladi. Ish jarayonida uzluksiz elektr ta'minotiga ehtiyoj yo'qligi sababli, u doimiy ish paytida issiqlik hosil qilmaydi, ish qismini issiqlik bilan deformatsiyalanishiga yo'l qo'ymaydi.
Elektromagnit chuck elektr tokining magnit ta'siri printsipi asosida ishlab chiqariladi. Magnit kuch uzluksiz elektr tokiga bog'liq. Ushbu turdagi so'rg'ichning kamchiliklari shundaki, oqim to'xtaganda, u ish qismini bo'shatadi. Agar bu ish paytida sodir bo'lsa, bu uchib ketadigan qismlarga olib keladi va operatorni jarohat olish xavfiga olib keladi. Shu bilan birga, elektromagnit chovgum ma'lum vaqt davomida ishlagandan so'ng, oqimning uzluksiz oqimi issiqlik hosil qiladi, bu esa ishlov beriladigan qismning isishi va deformatsiyasiga olib keladi va ishlov berishning aniqligi kafolatlanmaydi.
Bu sinovda X61-500 modelidagi elektr doimiy magnitli shtutser ishlatiladi. Nazoratchi modeli 1-rasmda ko'rsatilganidek, LMSDVPL2VH301 hisoblanadi.
rasm
a) Elektro-doimiy magnit shtutser b) Kontroller
1-rasm Elektr doimiy magnitli shtutser va boshqaruvchi
Elektro-doimiy magnit chuck magnit kuch orqali yupqa devorli podshipniklarning tashqi halqasini o'zlashtira oladi va qisadi. U ishlov beriladigan qismda radial siqish kuchiga ega emas va siqish deformatsiyasidan qochadi. Ushbu elektro-doimiy magnit chuck jami 16 daraja magnit kuchga ega va magnit kuch uning oqimini sozlash orqali boshqariladi.
03
Elektro-doimiy magnit shtutserlar bilan mahkamlangan yupqa devorli podshipniklarning tashqi halqasida tajriba.
3.1 Mashina asboblarini tanlash
Sinov uchun General Technology Group Shenyang Machine Tool Co., Ltd. tomonidan mustaqil ishlab chiqilgan CNC vertikal torna T6-85H tanlandi. Gorizontal qisish paytida tortishish natijasida yuzaga keladigan yumaloqlik xatolarining oldini olish va ishlov beriladigan qismning yumaloqligini ta'minlash uchun ishlov beriladigan qismning og'irlik markazi shpindelning og'irlik markaziga to'g'ri keladigan tarzda vertikal ravishda qisiladi. Shu bilan birga, ishlov beriladigan qismning o'z vazni armatura datum yuzasi bilan aloqani aniq va yaqin qiladi, shu bilan yuqori joylashishni aniqlash aniqligi va barqaror ishlov berish aniqligini oladi.
3.2 Ish qismini tanlash
Qattiq burilish sinovi sinov ob'ekti sifatida silindrsimon rulmanning tashqi halqasini tanlaydi. Devor qalinligi 6,5 mm, bu yupqa devorli rulmandir [6]. Material GCr15, so'ndirishdan keyingi qattiqlik 60~64HRC. Namunaning oxirgi yuzi va tashqi doirasi ham qo'pol silliqlash yuzalari bo'lib, yaxshi o'lchovli mustahkamlik va sirt sifatiga ega. Ichki teshikni qo'pol silliqlash samarasiz va kuyishga moyil bo'lganligi sababli, bu sinov faqat qattiq silliqlash o'rniga qattiq burilish yordamida ichki teshikni qattiq aylantirdi. Qattiq burilishdan keyin nozik silliqlash jarayoni va super-pardozlash jarayoni ham mavjud. Sinov qismi qattiq burilishdan keyin ichki teshik o'lchami 136,82 ~ 136 bo'lishini talab qiladi.86mm, ichki teshikning yumaloqligi 0.011mm, ichki teshik silindrsimonligi {{19} }}.011 mm, ichki teshik va tashqi doira orasidagi koaksiyallik 0,02 mm, ichki teshik va oxirgi yuz o'rtasidagi vertikallik 0,011 mm va ichki teshik 0,011 mm chuqurlikda. Teshik sirtining pürüzlülüğü Ra=1mkm, 2-rasmda ko'rsatilganidek.
rasm
a) naqsh
rasm
b) bo'sh
2-rasm Silindrsimon rulmanli tashqi halqa
3.3 Jarayon rejasi
Jarayon rejasi silindrsimon rulmanning tashqi halqasining ichki teshigini qattiq burish uchun ikkita asbobdan iborat. Kesish parametrlari: aylanish tezligi 250r/min, oqish tezligi 0,1mm/r, birinchi asbobning bir tomonlama kesish chuqurligi 0.08mm , va ikkinchi asbobning bir tomonlama kesish chuqurligi 0,07 mm. CBN qo'shimchalari ishlatiladi va asbob uchi radiusi 3-rasmda ko'rsatilganidek, 0,8 mm.
rasm
a) Pichoq b) Asbob
3-rasm CBN pichoqlari va kesish asboblari
04
Eksperimental jarayon
Sinovda ishlatiladigan elektro-doimiy magnit shtrixning nominal magnit kuchi 160N/sm2, silindrsimon rulmanning tashqi halqasidagi eksenel adsorbsiya kuchi esa 2432N. Kontakt yuzasi printsipiga ko'ra, ishlov beriladigan qism va elektro-doimiy magnit chokning magnit joylashish bloki orasidagi ishqalanish koeffitsienti 0,15, ishqalanish kuchi 364,8N va asosiy kesish kuchi va radial kesish kuchining birlashgan kuchi. qattiq burilishda ish qismi taxminan 120N ni tashkil qiladi. Shu sababli, elektro-doimiy magnit chuck qattiq burilishning siqish ehtiyojlariga to'liq moslasha oladi.
Rulmanning tashqi halqasi oxirgi yuzidagi magnit chuck tomonidan joylashtirilganligi sababli, aylanada markazlashtiruvchi o'lchov yo'q. Aslida, tashqi halqani aylana o'lchagich bilan markazlashtirish juda qiyin. Shuning uchun, qadamni dumaloq qilish uchun magnit joylashishni aniqlash blokida 5 mm chuqurlikdagi yoy qadami buriladi. Ark va rulman tashqi halqasi orasidagi bo'shliq imkon qadar kichik bo'lishi kerak. Bo'shliq taxminan 0.01mm bo'lib, 4-rasmda ko'rsatilganidek. Shu bilan birga, qadam sirtini o'z-o'zidan aylantirganda, magnit o'tkazgich bloki va o'rtasidagi aloqa yuzasining sirt sifatini ta'minlash kerak. rulman tashqi halqasi yaxshi. Qismlarga ishlov berilgandan so'ng, magnit demontaj juda tez bo'ladi. Osonlik bilan qismlarni yuklash va tushirish uchun atigi 5 soniya kerak bo'ladi.
rasm
Shakl 4 Silindrsimon rulmanlarning tashqi halqasini qattiq burilish va qisishning sxematik diagrammasi
1-dan 5-gacha bo'lgan qismlar yuqoridagi qisish usuli va kesish parametrlariga muvofiq qattiq burildi. Burilishdan keyin qismlar 5-rasmda ko'rsatilganidek, uch o'lchamli koordinatalar bo'yicha tekshirildi va 6-rasmda ko'rsatilganidek, sirt pürüzlülüğü pürüzlülük o'lchagich bilan tekshirildi. Sinov natijalari 1-jadvalda ko'rsatilgan va qattiq burilishdan keyingi qismlar 7-rasmda ko'rsatilgan.
rasm
5-rasm Uch koordinatali aniqlash
rasm
6-rasm Sirtning pürüzlülüğünü aniqlash
1-jadval Silindrsimon rulman (№ 1~5) tashqi halqa ichki teshikni tekshirish natijalari (birlik: mｍ) rasm
rasm
7-rasm: qattiq burilishdan keyingi holat
1-jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, silindrsimon rolikli podshipnikning tashqi halqasi elektro-doimiy magnit shtutser bilan qisilgandan so'ng va ichki teshik qattiq burilgandan so'ng, ichki teshikning yumaloqligi, ichki teshiklar orasidagi koaksiyallik. teshik va tashqi doira, ichki teshik va oxirgi yuz o'rtasidagi perpendikulyarlik va ichki teshikning sirt pürüzlülüğü Darajaning barchasi chizilgan talablariga javob berishi mumkin va ichki teshikning silindrsimonligi asosan talablarga javob beradi, lekin u chizma tomonidan talab qilinadigan chegara bardoshliligiga ham yaqin. Boshqa xatolarning ozgina to'planishi tolerantlikdan oshib ketadi va qismning malakasiz bo'lishiga olib keladi. Buning sababi shundaki, ichki teshikning yuqori va pastki doiralari orasidagi farq katta bo'lib, ichki teshikda oldinga konusning hodisasini keltirib chiqaradi.
Ushbu ijobiy konus hodisasi uchun, 4-rasmda ko'rsatilganidek, tahlil sababi shundaki, elektro-doimiy magnit chuckning eksenel qisqichi ostida, o'z-o'zidan aylanadigan yoy qadamining balandligi podshipnik halqasining tashqi doirasiga tegishi mumkin bo'lsa, vertikal torna yuqoridan boshlanadi. Yupqa devorli rulman tashqi halqasining ichki teshigini qattiq burilish jarayonida rulman tashqi halqasining etarli darajada qattiqligi kesish jarayonida asbobning radial deformatsiyasiga olib keladi. Rulman tashqi halqasining ichki teshigining yuqori dumaloq qismi chiqib ketish kuchi tufayli elastik deformatsiyaga uchraydi va kesish miqdori kichikroq bo'ladi, natijada haqiqiy chiqib ketish chuqurligi nominal kesish chuqurligiga mos kelmaydi. Ichki teshikning pastki dumaloq qismining deformatsiyasi magnit blokning pastki yuzasi, yon qadamlarning assimilyatsiya kuchi va yon qadamlarning bosimi tufayli kichikdir. Kesish miqdori ichki teshikning yuqori dumaloq qismidan kattaroqdir. Rulmanning tashqi halqasi ichki teshikda ijobiy konus fenomeniga ega.
Nazariy jihatdan, bu konusning hodisasini ikki usul bilan kamaytirish yoki yo'q qilish mumkin. Birinchisi, lamel kesish kuchini kamaytirish uchun kesish chuqurligini o'zgartirish, masalan, yupqa devorli rulmanning tashqi halqasining ichki teshigini tugatishda kesish chuqurligini kamaytirish; ikkinchisi - kesish yo'lini o'zgartirish, masalan, yupqa devorli rulmanning tashqi halqasining ichki teshigini tugatayotganda, ijobiy konusning o'lchamiga ko'ra, ichki teshikni kesish uchun ma'lum bir teskari konusni ishlating, shuning uchun kesish miqdori ichki teshikning pastki doirasining ichki teshikning yuqori doirasining kesish miqdoridan kamroq yoki teng bo'lib, ichki teshikning oldinga konus fenomenini kamaytiradi yoki yo'q qiladi.
05
Eksperimental tekshirish
5.1 Kesish chuqurligini o'zgartirishning oldinga konusning fenomeniga ta'sirini tekshiring
Jarayon rejasi silindrsimon rulmanning tashqi halqasining ichki teshigini qattiq burish uchun uchta asbobdan iborat. Kesish parametrlari: aylanish tezligi 250r/min, oqish tezligi 0,1mm/r, birinchi asbobning bir tomonlama kesish chuqurligi 0.08mm , va ikkinchi asbobning bir tomonlama kesish chuqurligi 0,05 mm, bir tomondan uchinchi pichoqni kesish chuqurligi 0,02 mm. Siqish usuli o'zgarishsiz qoladi va 6 dan 10 gacha qattiq burilish qismlari burilishdan keyin uch o'lchovli koordinata tekshiruvi va sirt pürüzlülüğünü o'lchagich bilan sinovdan o'tkaziladi. Sinov natijalari 2-jadvalda keltirilgan.
2-jadval Silindrsimon rulman (№ 6 dan 10 gacha) tashqi halqa ichki teshikni tekshirish natijalari (birlik: mｍ) rasmlari
2-jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, kesish chuqurligini o'zgartirish orqali tugatish kesish miqdori bir tomondan 0.07 mm dan 0,02 mm gacha o'zgargan. Silindrsimon rulmanning tashqi halqasining ichki teshigini qattiq aylantirgandan so'ng, barcha geometrik bardoshlik va sirt pürüzlülüğü chizmalarga mos kelish uchun sinovdan o'tkazildi. Talab qilish.
5.2 Kesish yo'lini o'zgartirishning oldinga konusning fenomeniga ta'sirini tekshiring
Jarayon rejasi silindrsimon rulmanning tashqi halqasining ichki teshigini qattiq burish uchun ikkita asbobdan iborat. Kesish parametrlari: aylanish tezligi 250r/min, oqish tezligi 0,1mm/r, birinchi asbobning bir tomonlama kesish chuqurligi 0,08mm va bir tomonlama ikkinchi asbobni kesish chuqurligi 0,07 mm. 1-jadvaldagi ma'lumotlarga ko'ra, rulman ichki teshigining yuqori va pastki doiralari va rulmanning kengligi o'rtasidagi o'rtacha farq, konusning nisbati 1: 2,6493 ni tashkil qiladi. Ikkinchi asbobni aylantirganda, kesish chuqurligi o'zgarishsiz qoladi, konusning kompensatsiyasi amalga oshiriladi va kesish yo'li teskari konusning nisbatiga mos keladigan yo'ldir. Siqish usuli o'zgarishsiz qoladi va 11-15-sonli qattiq burilish qismlari sinovdan o'tkaziladi. Burilishdan keyin qismlar uch o'lchovli koordinata tekshiruvi va sirt pürüzlülüğünü o'lchagich bilan sinovdan o'tkaziladi. Sinov natijalari 3-jadvalda keltirilgan.
3-jadval Silindrsimon rulman (№ 11-15) tashqi halqali ichki teshikni tekshirish natijalari (birlik: mｍ) rasmlari
3-jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, kesish yo'lini o'zgartirish orqali ma'lum bo'lgan to'g'ridan-to'g'ri konusning hodisasi asosida konusning nisbati olinadi. Kesish vaqtida kesish chuqurligi o'zgarishsiz qoladi va kesish yo'li mos keladigan teskari konusning nisbati yo'lidir. Silindrsimon rulmanning tashqi halqasining ichki teshigini qattiq aylantirgandan so'ng, barcha geometrik toleranslar va sirt pürüzlülüğü chizma talablariga javob berishini tekshiring.
06
Xulosa
Qattiq burilishli yupqa devorli podshipniklarni mahkamlashda o'z-o'zidan markazlashtirilgan yoki ko'p jag'li shtutserlar yupqa devorli podshipniklarning tashqi halqasining deformatsiyasiga olib kelishi muammosiga qaratilgan holda, ushbu maqola tashqi qisqichlarni qisish uchun elektro-doimiy magnit shtutserlardan foydalanishni taklif qiladi. Qattiq burilishli yupqa devorli podshipniklarning halqalari va elektro-doimiy magnit chuck qattiq burilgan yupqa devorli podshipniklarning tashqi halqasini qisish uchun ishlatilishini isbotlaydi. -devorli podshipniklar.
Qattiq burilishli yupqa devorli podshipniklarning tashqi halqasida oldinga konusning fenomeni muammosi uchun optimallashtirishning ikkita usuli taklif etiladi. Ulardan biri kesish chuqurligini o'zgartirish, ikkinchisi esa kesish yo'lini o'zgartirishdir. Eksperimental tekshirish orqali, kesish chuqurligini o'zgartirish kesish yo'lini o'zgartirishdan ko'ra yaxshiroq ekanligi aniqlandi. .
