Совершенствование финишной обработки шаров подшипников на основе модификации кинематики формообразующего движения и оборудования

• Автор: Константинов, Роман Александрович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 141 с. : ил.

РЕФЕРАТ
СТАНОК, ДОВОДКА, ПОВЕРХНОСТНЫЙ СЛОЙ, ШАР, КИНЕМАТИКА
Диссертационная работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков, 22 таблицы и 3 приложения.
В диссертационной работе показано, что физико-механические свойства шаров шариковых подшипников в значительной степени зависит от формирования этих свойств на финишных операциях изготовления шаров, также показана технология и оборудование финишной обработки шаров на основе модификации кинематики формообразующего движения инструмента.
В результате анализа вопроса о повышении физико-механических свойств шаров подшипников качения выявлено, что наиболее значительное влияние оказывает операция доводки шаров. Одним из способов совершенствования операции финишной обработки шаров является изменение материалов обрабатывающих дисков и модификации кинематика формообразующего движения инструмента станка.
Обоснована и представлена кинематическая схема станка для доводки шаров. Анализируя кинематику движения инструмента станка построена модель влияния режимов обработки на физико-механические свойства поверхностного слоя шаров, позволяющая выявить влияние основных факторов на параметры процесса финишной обработки шаров, выраженной временной зависимостью.
Сконструирован и изготовлен экспериментальный образец станка для доводки шаров с модифицированной кинематикой формообразующего движения инструмента. На основе анализа литературных данных и проведенной серии экспериментов выбраны основные факторы, влияющие на физико-механические свойства поверхностного слоя шаров, выбран состав доводочной пасты.
Проведены исследования в условиях ФГБОУ ВПО СГТУ им. Гагарина Ю.А., которые дали положительные результаты, данные исследования говорят о исключении образования дефектного образования в поверхностном слое шаров, за счет исключения диффузии углерода из инструмента, показатели физико-механических как некруглость, волнистость и шероховатость находятся в пределах предъявляемых к выпускаемым шарам.
Рационализированы конструктивные и режимные параметры работы станка для доводки шаров, разработана схема станка для доводки шаров.
Анализ эффективности предложенных решений показал преимущества модификации кинематики формообразующего движения инструмента и оборудования. Годовой экономический эффект от применения станка составляет 580000 руб.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ШАРОВ ПОДШИПНИКОВ
1.1. Технологические методы
1.2. Анализ конструкций станков для доводки шаров
1.3. Цель и задачи исследования, выводы
2. МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ШАРОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ КИНЕМАТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДОВОДКИ
2.1. Выбор, обоснование и разработка кинематики
станка
2.2. Анализ базового и предложенного оборудования для
доводки
2.3. Выводы
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ ДАННЫХ
3.1. Объект и условия проведения исследований
3.2. Экспериментальная установка и измерительное оборудование
3.3. Методика многофакторного планирования эксперимента
3.4. Обработка экспериментальных данных
3.5. Выводы
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Влияние технологических факторов на физико-механические характеристики поверхностного слоя шаров
4.2. Анализ результатов измерений микротвердости
4.3. Анализ результатов вихретокового сканирования
4.4. Выводы

температуры) диффундирует в поверхностный слой шара образуя хрупкую цементитную структуру, оказывающую негативное влияние на работу шаров в подшипнике.
Допустимая степень износа доводочных дисков зависит от нескольких факторов [38, 77]: исходного материала и термообработки, рабочего давления, частоты смены доводочной пасты и наличия в ней поверхностноактивных веществ и др.
Поэтому число партий шаров, пропускаемых на обновленных дисках не может быть однозначно определено в исходно состоянии, но может быть легко выявлено при оперативном контроле структурных изменений до появления такой стадии, на которой практически отсутствует бездефектная структура. В случае необходимости такие партии шаров могут быть использованы в подшипниках другой категории качества.
Радикальным решением формирования бездефектной структуры при окончательной элеваторной доводке и восстановления положительного (по глубине) градиента механических свойств должно быть применение материала доводочных дисков, исключающего трибоцементацию поверхностного слоя шаров, главным источником которой являются чугунные диски [36, 38].
В этом случае возможна обратная трибоцементация наиболее термодиффузионно подвижного углерода из поверхности шаров в инструмент и размягчение таким образом поверхностного слоя шаров, которое в наших условиях, невозможно получить традиционными способами.