Повышение эффективности процесса шлифования внутренних криволинейных поверхностей колец самоустанавливающихся подшипников

• Автор: Колтунов, Игорь Ильич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 453 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы представления сложных поверхностей

1.2. Анализ влияния точности и качества внутренних

криволинейных поверхностей прецизионных деталей на эксплуатационные свойства изделий

1.3. Анализ исследований в области достижения точности

изготовления прецизионных деталей

1.4. Анализ методов шлифования внутренних сферических

поверхностей колец двухрядных роликоподшипников
1.4.1 .Шлифование методом качания
1.4.2.Шлифование методом врезания и
комбинированные методы шлифования
1.4.3.Шлифование методом пересекающихся осей
1.5. Исправление исходной погрешности формы и положения
обрабатываемой поверхности при шлифовании
1.6. Качество обрабатываемой поверхности при шлифовании
1.7. Выводы по обзору
1.8 Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
2.1. Моделирование сложной криволинейной поверхности
2.2. Геометрическое моделирование криволинейной §8
поверхности с использованием трехгранника Френе
2.3. Представление криволинейной поверхности с

использованием сплайн-функций
2.4. Моделирование системы показателей качества
подшипника качения
2.5. Математическая модель наружного кольца подшипника 122 качения
2.6.Выводы по главе
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА 128 ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1 .Характеристика технологического процесса изготовления 128 наружного кольца подшипника
3.2.Моделирование технологической операции шлифования
3.3.Моделирование системы параметров элементов
технологической системы внутреннего шлифования, влияющих на параметры обработанной поверхности
3.4.Математическая модель ориентации элементов
технологической системы внутреннего шлифования
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ
ШЛИФОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Формирование погрешности шлифовании внутренней
криволинейной поверхности
4.2.Математическая модель оценки погрешности шлифования
внутренней криволинейной поверхности вращения
4.3. Реализация математической модели погрешности
шлифования численным методом конечных элементов
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. АНАЛИТИЧЕСКИЕ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ШЛИФОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
5.1. Аналитическое исследование влияния погрешностей наладки и формообразования на погрешность шлифования внутренней криволинейной поверхности
5.2. Теоретический анализ характера исправления исходной погрешности формы и положения обрабатываемой поверхности
5.3.Экспериментальные исследования процесса шлифования внутренних сферических поверхностей методом пересекающихся
осей
5.3.1.Определение влияния основных наладочных
погрешностей на точность формообразования
5.3.2.0бщие закономерности исправления исходной погрешности формы и положения обрабатываемой поверхности
5.3.3.Влияние величины и вида исходной погрешности на характер ее исправления
5.3.4.Влияние поперечной подачи шлифовального круга на характер исправления исходной погрешности
5.3.5.Влияние жесткости технологической системы на характер исправления исходной погрешности
5.3.6. Определение времени цикла шлифования
5.3.7.Выбор характеристик шлифовального круга
5.3.8.Оценка влияния режимов шлифования на
показатели процесса
5.3.9. Исследование влияния режимов шлифования на
шероховатость обрабатываемой поверхности
5.3.10.Оценка физико-механических свойств

проскальзыванием в третьей ненагруженной точке контакта, исключение которой возможно при ограничении разности углов контакта шарика с наружным и внутренними кольцами. Это условие достигается повышенной точностью геометрической формы желобов колец шариковых подшипников.
Эксплуатационные характеристики подшипников во многом зависят не только от точности геометрической формы в продольном и поперечном сечениях дорожек качения колец и роликов, но и от точности расположения опорного борта относительно роликовой дорожки внутреннего кольца. Наличие на дорожках качения таких погрешностей геометрической формы, как отклонение угла конуса и вогнутость, значительно снижает их работоспособность в результате неравномерного распределения напряжений вдоль площадки контакта роликов с дорожкой качения.
В работах [21, 42-44, 164, 185, 202] установлено, что искажение профиля дорожек качения подшипников приводит к перекосу колец подшипников. Появление перекоса колец существенно снижает работоспособность и долговечность подшипников. В подшипниках, работающих с перекосами, изменяется распределение нагрузки по телам качения, а также её распределение по длине площадок контакта.
Наряду с отклонениями угла конуса дорожек качения колец и роликов важнейшей характеристикой, влияющей на эксплуатационные показатели подшипников, является точность формы образующей. Наличие вогнутости приводит к уменьшению площадки контакта и способствует возникновению значительных концентраций в малых областях контакта, увеличению уровня контактных напряжений и, как следствие, снижению грузоподъёмности и долговечности подшипников.
Из работ, описывающих многолетний опыт эксплуатации роликовых подшипников [24-26, 30, 136, 156] следует, что ускоренное усталостное разрушение чаще всего имеет место в зонах, примыкающих к концам роликов и сопряжённых с ними участков дорожек качения внутренних колец. Объясняется это особенностями линейного контакта, при котором имеет