Интерферометрический метод контроля формы асферических поверхностей качения прецизионных подшипников

• Автор: Осипович, Игорь Ростиславович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОНТРОЛЯ

ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ КАЧЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ

1.1. Типы асферических поверхностей качения прецизионных подшипников и требования к точности их формы

1.2. Существующие методы контроля поверхностей качения подшипников

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО

МЕТОДА

2.1. Идея метода и оптические схемы измерительной ветви интерферометра

2.2. Определение оптимальных оптических схем объективов измерительной ветви

2.3. Методика дешифрирования интерференционных картин

2.4. Предельные возможности метода

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА
3.1. Лабораторный макет интерферометра
3.2. Подготовка эксперимента
3.3. Выполнение эксперимента и его результаты
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ТРЕБОВАНИЯ К ОПТИЧЕСКИМ И МЕХАНИЧЕСКИМ
УЗЛАМ ИНТЕРФЕРОМЕТРА
4.1. Требования к качеству изготовления основных оптических деталей
4.2. Оценка чувствительности измерительной ветви к погрешностям установки оптических элементов и требования к ее механическим узлам
4.3. Способы повышения контраста интерференционных картин и точности измерений
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Подшипники качения нашли широчайшее применение в машиностроении и приборостроении благодаря малым потерям на трение, большой грузоподъемности, простоте монтажа, ухода и обслуживания. При их использовании хорошо выполняются условия взаимозаменяемости и унификации элементов узла; в случае выхода из строя подшипник легко может быть заменен новым, так как все его параметры стандартизированы. Все это обусловило массовый характер выпуска подшипников.
Высокие эксплуатационные свойства подшипников не могут быть достигнуты без получения точных поверхностей качения. Влияние качества дорожек качения (желобов) колец и механически сопряженных с ними поверхностей шариков или роликов на общую точность подшипника особенно велико, так как они, находясь во взаимном контакте, во многом определяют его кинематику. Искажение формы поверхностей качения, а также наличие на них отдельных дефектов ведет к появлению пространственных колебаний оси вращения, сокращению срока службы, усилению шума при работе, особенно на больших оборотах. Если отклонение от круглости шариков диаметром 8 мм возрастает с 0,125 мкм до 0,5 мкм, шум подшипника усиливается на 15 - 20 дБ. Это, например, совершенно недопустимо в механизмах подводных лодок.
Для выполнения жестких требований к качеству поверхностей необходим надежный контроль их формы. В настоящее время он основывается на применении сложных и весьма дорогих контактных устройств. В целом они обеспечивают приемлемые погрешности измерений, но их возможности уже

Подстановкой формул (2.1) и (2.4) в (2.5) получаем основное уравнение измерительной ветви для контроля конических (цилиндрических) роликов, связывающее параметры всех ее компонент:
Формулы (2.4) и (2.6) практически универсальны, так как реально в предлагаемой измерительной ветви центральное экранирование всегда имеет место.
Так как диаметр контролируемой поверхности ролика известен заранее, то ее положение относительно фокуса объектива определяется однозначно:
Кольцевое изображение АА совмещается с поверхностью сферического зеркала, поэтому удаление £с центра кривизны последнего от фокуса объектива зависит от величины Ні
Если измерительная ветвь рис.2.2 а используется для контроля цилиндрических роликов, то в полученных формулах угол конуса а=0; при этом расчет существенно упрощается. Так, согласно формуле (2.4) при а=0 радиус кольцевого
(2.6)

(2.7)
или же, с учетом выражений (2.4) и (2.6)
(2.8)