Станок для комбинированной обработки поверхностей бочкообразных роликов подшипников

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТАНОК ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ БОЧКООБРАЗНЫХ РОЛИКОВ ПОДШИПНИКОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Акулович Леонид Михайлович Сергеев Леонид Ефимович Агейчик Валерий Александрович Ермаков Николай Иванович Ворошухо Олег Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Станок для комбинированной обработки поверхностей бочкообразных роликов подшипников, содержащий С-образную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек с совпадающими, находящимися в плоскости симметрии ярма вертикальными осями симметрии, установленных на верхнем и нижнем, установленном с возможностью вращения, горизонтальных дисках, при этом нижний горизонтальный диск выполнен с выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, а верхний горизонтальный диск выполнен в виде ферромагнитного, например железного, параллелепипеда с установленной сверху электромагнитной катушкой с параллельно и перпендикулярно плоскости симметрии ярма расположенными боковыми гранями, причем наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма наклонная грань образует с верхним основанием параллелепипеда 84132012.08.30 угол 45, при этом к нижнему основанию ферромагнитного параллелепипеда прикреплен,например, с помощью клея своим меньшим верхним основанием выполненный, например,из фторопласта диамагнитный параллелепипед, три боковые грани которого параллельны ближайшим боковым граням ферромагнитного параллелепипеда, а наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма, перпендикулярная его оси симметрии наклонная грань диамагнитного параллелепипеда образует с верхним его основанием угол 135, причем обе наклонные грани параллелепипедов имеют общую сторону, а к вертикальным боковым граням верхнего ферромагнитного параллелепипеда приклеены тонкие пластины из фторопласта, образующие с соответствующими им вертикальными гранями ферромагнитного параллелепипеда единые плоскости, при этом в центре тяжести наклонной грани нижнего диамагнитного параллелепипеда перпендикулярно к ней закреплен металлический стержень, на который установлен с возможностью вращения своим осевым, выполненным со стороны меньшего основания технологическим отверстием бочкообразный ролик, причем зазоры между боковой поверхностью бочкообразного ролика и наклонной гранью ферромагнитного параллелепипеда, а также внутренней конусной поверхностью нижнего горизонтального диска равны 13 мм, при этом на станине установлен с возможностью вращения вокруг своей находящейся в плоскости симметрии ярма вертикальной оси симметрии шлифовальный круг, выполненный в виде полого прямого цилиндра,нижнее основание которого в своем контактирующем со сферическим торцом ролика положении в осевом в плоскости симметрии ярма сечении выполнено с внешней стороны по контуру осевого в плоскости симметрии ярма сечения большого сферического торца ролика в его установленном на металлический стержень положении с охватом 60-70 длины контура осевого сечения большого сферического торца ролика, начиная с его нижней точки, причем минимальный зазор между диамагнитным параллелепипедом и поверхностью нижнего горизонтального диска равен 12 мм, а направления вращения нижнего горизонтального диска и шлифовального круга противоположны, отличающийся тем,что участок образующей выемки в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса нижнего горизонтального диска выполнен в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении симметрично оси симметрии нижнего горизонтального диска в виде циклоиды обыкновенной, уравнение которой имеет вид(2-)0,5 а/,относительно находящихся в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении осей координат с началом в точке , расположенной на пересечении касательной к нижнему плоскому торцу бочкообразного ролика и направленной вниз осии перпендикулярной ей касательной к нижней боковой поверхности бочкообразного ролика в этом сечении,направленной вверх оси ,где/2 - радиус окружности, катящейся без скольжения по оси- высота ролика, измеренная вдоль его оси симметрии 3,14.(56) 1. Патент РБ 7471 , МПК 24 31/00, 2011. 2. Нарышкин В.Н., Коросташевский Р.В. Подшипники качения Справочник. - М. Машиностроение, 1984. - С. 60-61. 3. ГОСТ 520-2002. Подшипники качения. Общие технические условия. Межгосударственный стандарт. - Минск, по заказу Госстандарта РФ. - С. 126. 4. ГОСТ 9942-90. Подшипники упорные радиальные роликовые сферические одинарные. Технические условия. - М. ФГУП, Стандартинформ, 2007. - С. 1-5. 5. Бронштейн И.Н. и Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - М. Наука, 1970. - С. 107. 84132012.08.30 Полезная модель относится к комбинированной одновременной шлифовальной обработке и чистовой обработке изделий ферроабразивным порошком (ФАЛ) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машиностроения при обработке поверхностей роликов подшипников качения. Известен 1 станок для комбинированной обработки поверхностей бочкообразных роликов подшипников, содержащий -образную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек с совпадающими,находящимися в плоскости симметрии ярма вертикальными осями симметрии, установленных на верхнем и нижнем, установленном с возможностью вращения, горизонтальных дисках, при этом нижний горизонтальный диск выполнен с выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, а верхний горизонтальный диск выполнен в виде ферромагнитного, например железного, параллелепипеда с установленной сверху электромагнитной катушкой с параллельно и перпендикулярно плоскости симметрии ярма расположенными боковыми гранями, причем наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма наклонная грань образует с верхним основанием параллелепипеда угол 45, при этом к нижнему основанию ферромагнитного параллелепипеда прикреплен,например, с помощью клея своим меньшим верхним основанием выполненный, например,из фторопласта диамагнитный параллелепипед, три боковые грани которого параллельны ближайшим боковым граням ферромагнитного параллелепипеда, а наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма, перпендикулярная его оси симметрии наклонная грань диамагнитного параллелепипеда образует с верхним его основанием угол 135, причем обе наклонные грани параллелепипедов имеют общую сторону, а к вертикальным боковым граням верхнего ферромагнитного параллелепипеда приклеены тонкие пластины из фторопласта, образующие с соответствующими им вертикальными гранями ферромагнитного параллелепипеда единые плоскости, при этом в центре тяжести наклонной грани нижнего диамагнитного параллелепипеда перпендикулярно к ней закреплен металлический стержень, на который установлен с возможностью вращения своим осевым, выполненным со стороны меньшего основания технологическим отверстием бочкообразный ролик, причем зазоры между боковой поверхностью бочкообразного ролика и наклонной гранью ферромагнитного параллелепипеда, а также внутренней конусной поверхностью нижнего горизонтального диска равны 13 мм, при этом на станине установлен с возможностью вращения вокруг своей находящейся в плоскости симметрии ярма вертикальной оси симметрии шлифовальный круг, выполненный в виде полого прямого цилиндра,нижнее основание которого в своем контактирующем со сферическим торцом ролика положении в осевом в плоскости симметрии ярма сечении выполнено с внешней стороны по контуру осевого в плоскости симметрии ярма сечения большого сферического торца ролика в его установленном на металлический стержень положении с охватом 60-70 длины контура осевого сечения большого сферического торца ролика, начиная с его нижней точки, причем минимальный зазор между диамагнитным параллелепипедом и поверхностью нижнего горизонтального диска равен 12 мм, а направления вращения нижнего горизонтального диска и шлифовального круга противоположны. Такое устройство не позволяет производить качественную и производительную магнитно-абразивную обработку боковых поверхностей бочкообразных роликов роликовых упорных сферических одинарных подшипников, например, номер 9039417-9039420 2, 3, 4. Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и производительности магнитно-абразивной обработки боковой поверхности бочкообразного ролика роликовых упорных сферических одинарных подшипников. Поставленная задача решается с помощью станка для комбинированной обработки поверхностей бочкообразных роликов подшипников, содержащего -образную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных 3 84132012.08.30 катушек с совпадающими, находящимися в плоскости симметрии ярма вертикальными осями симметрии, установленных на верхнем и нижнем, установленном с возможностью вращения, горизонтальных дисках, при этом нижний горизонтальный диск выполнен с выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, а верхний горизонтальный диск выполнен в виде ферромагнитного, например железного, параллелепипеда с установленной сверху электромагнитной катушкой с параллельно и перпендикулярно плоскости симметрии ярма расположенными боковыми гранями, причем наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма наклонная грань образует с верхним основанием параллелепипеда угол 45, при этом к нижнему основанию ферромагнитного параллелепипеда прикреплен, например, с помощью клея своим меньшим верхним основанием выполненный, например, из фторопласта диамагнитный параллелепипед, три боковые грани которого параллельны ближайшим боковым граням ферромагнитного параллелепипеда, а наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма, перпендикулярная его оси симметрии наклонная грань диамагнитного параллелепипеда образует с верхним его основанием угол 135, причем обе наклонные грани параллелепипедов имеют общую сторону, а к вертикальным боковым граням верхнего ферромагнитного параллелепипеда приклеены тонкие пластины из фторопласта, образующие с соответствующими им вертикальными гранями ферромагнитного параллелепипеда единые плоскости, при этом в центре тяжести наклонной грани нижнего диамагнитного параллелепипеда перпендикулярно к ней закреплен металлический стержень, на который установлен с возможностью вращения своим осевым, выполненным со стороны меньшего основания технологическим отверстием бочкообразный ролик, причем зазоры между боковой поверхностью бочкообразного ролика и наклонной гранью ферромагнитного параллелепипеда, а также внутренней конусной поверхностью нижнего горизонтального диска равны 13 мм, при этом на станине установлен с возможностью вращения вокруг своей находящейся в плоскости симметрии ярма вертикальной оси симметрии шлифовальный круг, выполненный в виде полого прямого цилиндра, нижнее основание которого в своем контактирующем со сферическим торцом ролика положении в осевом в плоскости симметрии ярма сечении выполнено с внешней стороны по контуру осевого в плоскости симметрии ярма сечения большого сферического торца ролика в его установленном на металлический стержень положении с охватом 60-70 длины контура осевого сечения большого сферического торца ролика, начиная с его нижней точки, причем минимальный зазор между диамагнитным параллелепипедом и поверхностью нижнего горизонтального диска равен 12 мм, а направления вращения нижнего горизонтального диска и шлифовального круга противоположны, где участок образующей выемки в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса нижнего горизонтального диска выполнен в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении симметрично оси симметрии нижнего горизонтального диска в виде циклоиды обыкновенной, уравнение которой имеет вид(2)0,5 а/,относительно находящихся в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении осей координат с началом в точке , расположенной на пересечении касательной к нижнему плоскому торцу бочкообразного ролика и направленной вниз осии перпендикулярной ей касательной к нижней боковой поверхности бочкообразного ролика в этом сечении,направленной вверх оси ,где/2 - радиус окружности, катящейся без скольжения по оси- высота ролика, измеренная вдоль его оси симметрии 3,14. На фиг. 1 изображен общий вид станка на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 разрез В-В на фиг. 1 на фиг. 4 - узелна фиг. 1. 4 84132012.08.30 Станок для комбинированной обработки поверхностей бочкообразных роликов подшипников содержит -образную станину 1 и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину 1 ярма 2 и электромагнитных катушек 3 и 4 с совпадающими,находящимися в плоскости симметрии ярма 2 вертикальными осями симметрии, установленных на верхнем 14 и нижнем 5, установленном с возможностью вращения, горизонтальных дисках. Нижний горизонтальный диск 5 выполнен с выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45. Верхний 14 горизонтальный диск выполнен в виде ферромагнитного, например железного, параллелепипеда с установленной сверху электромагнитной катушкой 3 с параллельно и перпендикулярно плоскости симметрии ярма 2 расположенными боковыми гранями, причем наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма наклонная грань образует с верхним основанием параллелепипеда угол 45. К нижнему основанию ферромагнитного параллелепипеда прикреплен, например, с помощью клея своим меньшим верхним основанием выполненный, например,из фторопласта диамагнитный параллелепипед 6, три боковые грани которого параллельны ближайшим боковым граням ферромагнитного параллелепипеда, а наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма 2, перпендикулярная его оси симметрии наклонная грань диамагнитного параллелепипеда образует с верхним его основанием угол 135,причем обе наклонные грани параллелепипедов имеют общую сторону. К вертикальным боковым граням верхнего ферромагнитного параллелепипеда приклеены тонкие пластины 7 из фторопласта, образующие с соответствующими им вертикальными гранями диамагнитного параллелепипеда единые плоскости. В центре тяжести наклонной грани нижнего диамагнитного параллелепипеда 6 перпендикулярно к ней закреплен металлический стержень 8, на который установлен с возможностью вращения своим осевым, выполненным со стороны меньшего основания технологическим отверстием бочкообразный ролик 9, причем зазоры между боковой поверхностью бочкообразного ролика 9 и наклонной гранью ферромагнитного параллелепипеда, а также внутренней конусной поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равны 13 мм. На станине 1 установлен с возможностью вращения от электродвигателя 10 вокруг находящейся в плоскости симметрии ярма своей вертикальной оси симметрии и изменения своего положения по высоте (на фигурах не показано) закрепленный на диске 11 шлифовальный круг 12. Он выполнен в виде полого прямого цилиндра, нижнее основание которого в своем осевом в плоскости симметрии ярма сечении выполнено с внешней стороны по контуру осевого в плоскости симметрии ярма сечения большого сферического торца бочкообразного ролика 9 в месте их контакта в установленном на металлический стержень 8 положении ролика 9 с охватом шлифовальным кругом 60-70 длины контура осевого в плоскости симметрии ярма сечения большого сферического торца бочкообразного ролика 9, начиная с его нижней точки. Минимальный зазор между диамагнитным параллелепипедом и поверхностью нижнего горизонтального диска равен 12 мм. Направления вращения нижнего горизонтального диска 5 от электродвигателя 13 и шлифовального круга 12 от электродвигателя 10 противоположны. Участок образующей выемки в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса нижнего горизонтального диска выполнен в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении симметрично оси симметрии нижнего горизонтального диска в виде циклоиды обыкновенной, уравнение которой имеет вид 5(2)0,5 а/,относительно находящихся в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении осей координат с началом в точке , расположенной на пересечении касательной к нижнему плоскому торцу бочкообразного ролика и направленной вниз осии перпендикулярной ей касательной к нижней боковой поверхности бочкообразного ролика в этом сечении,направленной вверх оси ,5 84132012.08.30 где/2 - радиус окружности, катящейся без скольжения по оси- высота ролика, измеренная вдоль его оси симметрии 3,14. Для подшипника 9039417 высота ролика, измеренная вдоль его оси симметрии,28 мм, тогда 4,5 мм. Станок работает следующим образом. Перед началом работы после установки на стержень 8 бочкообразного ролика 9 и опускания в рабочее положение, предусматривающее контакт со сферической торцевой поверхностью бочкообразного ролика 9, шлифовального круга 12 между ферромагнитным параллелепипедом, боковой поверхностью бочкообразного ролика 9 и поверхностью нижнего горизонтального диска 5 помещается ФАП (на фигурах не показано). При включении в работу электродвигателей 10 и 13 шлифовальный круг 12 за счет своего асимметричного воздействия на сферическую торцевую поверхность бочкообразного ролика 9, за счет возникающих при этом сил трения приводит его во вращение вокруг оси стержня 8. Шлифовальный круг 12 шлифует поверхность большого сферического торца бочкообразного ролика 9, которая в дальнейшем подвергается дополнительной магнитно-абразивной обработке на специализированном станке, а боковая поверхность бочкообразного ролика подвергается чистовой магнитно-абразивной обработке. Выполнение образующей выемки в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса нижнего горизонтального диска в виде циклоиды позволяет дополнительно интенсифицировать процесс размерного и массового съема материала по причине образования кармана для дополнительного сбора стружки, увеличения количества порции ферроабразивного порошка и смазочно-охлаждающей жидкости в рабочей зоне и росту их подвижности, что позволяет снизить степень засаливания частиц ферроабразивного порошка и повысить эффективность резания. При этом обеспечивается значительно большая, по сравнению с прототипом, подвижность ферроабразивной щетки для нивелирования разницы окружных скоростей точек боковой поверхности ролика, происходит процесс самозатачивания абразивных зерен, снижается степень температурного и абразивного воздействия на обрабатываемую поверхность. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7