G01B5 / 24 - pentru măsurarea unghiurilor; pentru a verifica alinierea
Proprietarii brevetului RU 2336494:
Societatea cu răspundere limitată Corporation Spectrum Acoustics (RU)
Invenția se referă la o testare nedistructivă și poate fi utilizată pentru a determina punctele de contact ale unei bile cu o jantă de lagăr și pentru a calcula unghiul de contact al unui rulment cu bile. Măsurătorile pot fi efectuate pe un rulment cu bile deja asamblat. Esență: metoda include determinarea punctului de contact al mingii cu suprafața de contact a jantei și găsirea unghiului de contact al rulmenților cu bile prin deplasarea punctului de contact din poziția calculată. În acest caz, suprafața de contact a jantei în regiunea punctului calculat de contact cu bila este iradiată cu un fascicul ultrasonic, iar punctul de contact este determinat din valoarea minimă a amplitudinii semnalului acustic reflectat. Rezultatul tehnic: posibilitatea de a determina direct punctele de contact ale mingii cu marginea rulmentului cu bile și de a calcula unghiul din acesta și de a determina mărimea și forma zonei de contact a bilei cu jantă. 3 z.p. f-ly, 3 bol.
Invenția se referă la inspecția non-distructive și pot fi utilizate pentru a determina punctele de contact ale mingea cu rulment buză și calcularea unghiului de contact al rulmentului cu bile, care este un parametru important care afectează calitatea și durabilitatea rulmentului cu bile. Măsurătorile pot fi efectuate pe un rulment deja asamblat.
Unghiul de contact al unui rulment cu bile este unul dintre parametrii cei mai importanți ai unui rulment cu bile, specificat în timpul proiectării sale. Deformarea unghiului de contact al rulmentului cu bilă de la valoarea calculată conduce la o reducere a sarcinilor maxime admise pe rulment, fiabilitatea și longevitatea acestuia. În plus, atunci când asamblați ansamblurile mai multor rulmenți cu bile este extrem de important ca aceștia să aibă același unghi de contact. În acest caz, sarcina maximă admisă pe nod este aproape egală cu suma sarcinilor maxime admise ale lagărelor individuale.
Determinarea zonei de contact a mingii cu marginea rulmentului cu bile și a corespondenței sale cu poziția de proiectare este extrem de importantă pentru verificarea calității fabricării căilor de rulare. Acest parametru afectează în mod semnificativ durabilitatea rulmentului cu bile.
Majoritatea metodelor cunoscute pentru determinarea unghiului de contact al rulmenților cu bile se bazează pe măsurarea parametrilor indirecți și nu sunt fiabile. au o eroare mare.
Cu toate acestea, această metodă este caracterizată prin utilizarea datelor indirecte pentru a determina unghiul de contact, ceea ce reduce fiabilitatea și precizia măsurătorilor.
Dezavantajul metodei descrise este de asemenea faptul că definiția unghiului de contact în el nu este directă și se bazează pe date indirecte.
Dezavantajul acestei metode este, de asemenea, că este indirect.
De asemenea, metoda pentru a determina deplasarea în timpul axiale și radiale de încărcare nu numai unghiul de contact, dar, de asemenea, jocul axial și radial (RF Patent №2232310, IPC 7F16C 19/38) cunoscut.
Dezavantajul acestei metode, precum și al celui anterior, este că se bazează pe date indirecte.
Aceste tehnologii sunt concepute pentru a determina calitatea rulmentului pe unghiul de contact al rulmentului cu bile. Cu toate acestea, aceste metode nu permit determinarea locației exacte a zonei de contact cu bilă cu jantă și forma acesteia. Definiția acestor parametri permite o concluzie mai sigură despre calitatea rulmentului cu bile, incluzând o caracteristică a rezistenței la uzură și durabilității.
Obiectul invenției este de a furniza o metodă pentru determinarea unghiului de contact al rulmenților cu bile, ceea ce face posibilă determinarea cu mai multă siguranță a fiabilității rulmentului cu bile.
Rezultatul tehnic constă în posibilitatea de a determina direct punctele de contact ale bilelor cu marginea rulmentului cu bile și de a calcula unghiul de contact din acestea. În plus, metoda propusă face posibilă determinarea mărimii și formei zonei de contact a bilelor cu jantă.
Problema este rezolvată prin aceea că, în metoda de determinare a unghiului bilei de contact rulment, cuprinzând determinarea punctului bilă tangență cu suprafața de contact a jantei și găsirea unghiul de rulmenți cu bile de contact din punctul de schimbare de tangență a poziției calculată conform deciziei, și în contact cu suprafața jantei în punctul calculat contactului său cu balonul iradiată cu un fascicul ultrasonic, iar punctul de tangență este determinat din valoarea minimă a amplitudinii semnalului acustic reflectat. Mai mult decât atât, șirag de mărgele definesc punctele de tangență cu marginea exterioară și interioară a lagărului, iar unghiul de contact este determinată de distanța dintre proiecțiile acestor puncte pe planul imaginii. Suprafața interioară a jantei este situată în planul focal al fasciculului ultrasonic focalizat, iar punctul de contact este determinat prin scanarea punctuală. Unghiul de contact al rulmenților cu bile este determinat de una dintre următoarele formule:
unde # x003B1; - unghiul de contact al rulmentului; C este distanța dintre proeminențele punctelor de contact ale bilei cu jantele interioare și exterioare de pe planul imaginii; - unghiul calculat al contactului rulmentului cu bile; # x00394; - deplasarea proiecției punctului de contact al bilei cu jantă în planul imaginii; R este raza mingii; A este distanța de la proeminența punctului de contact al bilei cu jantă în planul imaginii până la marginea jantei; A0 este distanța estimată de proiecția punctului de contact al bilei cu jantă în planul imaginii până la marginea jantei.
Metoda propusă este efectuată după cum urmează.
În bara rulmentului cu bile, se injectează un fascicul ultrasonic din exterior și se înregistrează amplitudinea semnalului reflectat din diferite puncte ale suprafeței sale interne. În zona de contact dintre jantă și minge, se observă o scădere accentuată a amplitudinii semnalului acustic reflectat. Pentru imagini acustice suprafața interioară a jantei poate fi folosit ca fasciculul de ultrasunete concentrat este de scanare mecanic sau difractiv sau fascicul nefocalizate cu un sistem receptor mai complex. La o rezoluție suficient de mare, în care într-o zonă de contact reprezintă mai mult de 10 puncte ale imaginii bitmap, acesta poate determina nu numai locația punctului de contact minge cu janta, ci și forma zonei de contact.
În primul caz, rulment cu fluidul din partea margine exterioară introdusă prin emersionnuyu concentrat fascicul de impulsuri scurte ultrasonice formate, astfel încât suprafața interioară a jantei în zona lagărului minge a fost caustică. Lentila acustică funcționează alternativ în modurile de generare și primire. Mutarea mecanică a rulmentului, pentru un anumit set de puncte, a semnalelor reflectate din interiorul registrului de jantă și pentru construirea unei imagini raster. Zona de contact a unei bile cu un rulment cu bile este caracterizată de o scădere bruscă a amplitudinii semnalului reflectat.
Această metodă de determinare a punctului de contact se bazează pe următorul efect. Semnalul acustic este reflectat din neomogenitățile și interfețele, în special, de pe suprafața interioară a jantei rulmentului cu bile. În zona de contact, mingea este presată strâns pe jantă, iar ultrasunetele trec în ea, aproape fără a reflecta. Un exemplu de imagine raster rezultată este prezentat în fig. O zonă luminoasă strălucitoare în centrul imaginii corespunde suprafeței traseului rulmentului cu bile și o pată închisă pe fondul său este zona de contact a jantei și a rulmentului cu bile. Așa cum se poate vedea din desen, metoda propusă permite să se determine în mod eficient nu numai localizarea zonei de contact, ci și forma acesteia. Pentru a calcula unghiul de contact dincolo de poziția punctului de contact, se poate adopta centrul zonei de contact.
Unghiul de contact al bilei în rulmentul cu bile poate fi determinat, de exemplu, conform uneia dintre următoarele proceduri.
1. Determinați punctele de contact ale bilei, atât cu marginea exterioară, cât și cu cea interioară a rulmentului cu bile. Măsurați proiecția diametrului mingii care leagă punctele de contact de planul imaginii (C). Unghiul de contact este determinat de formula:
unde D este diametrul mingii.
2. Măsurați proiecția distanței de la marginea jantei la punctul de contact pe planul imaginii (A, în figura 2). Distanța măsurată este comparată cu valoarea calculată (A0), iar offsetul este calculat (# x00394;). Cunoscând raza mingii (R) și unghiul de contact calculat, calculați proiecția razei contactului tras în punctul calculat pe planul imaginii (B0):
Cunoașterea deplasarea punctului de contact din poziția calculată, intervalul de proiecție sunt realizate în timp real, punctul de contact estimat pe planul imaginii (B), și calcularea unghiului real de contact (# x003B1;):
În cazul unei deplasări mici a poziției punctului de contact de la cel calculat, se poate folosi formula aproximativă
Exemple de implementări specifice.
Metoda inventivă a fost utilizată pentru a investiga un rulment cu bila dublu cu diametrul de 60 mm cu un diametru de 8 mm. Două obiective acustice rigid interconectate au fost aduse la marginea exterioară și interioară a rulmentului cu bile (vezi fig.3). Între obiectivele și suprafețele jantelor a fost plasat un lichid de imersiune, lentilele au fost aranjate astfel încât suprafața interioară a jantelor să fie în regiunea caustică a câmpului acustic al radiatorului corespunzător.
După preparare, a fost scanată o zonă de 5x5 mm, selectată astfel încât să se obțină imagini ale punctelor de contact ale mingii cu ambele jante ale rulmentului. Prin compararea imaginilor obținute cu lentilele inferioare și superioare, distanța dintre proeminențele punctelor de contact pe planul imaginii a fost de 1,6 mm. Unghiul de contact a fost calculat prin prima metodă, care a fost de 11,54 # x000B0;
Într-o altă variantă de realizare a metodei revendicate, o lentilă acustică a fost aplicată la marginea exterioară a unui rulment cu bila dublă, fixat în stadiul micrometric al unui microscop acustic. Distanța calculată de la marginea jantei până la proeminența punctului de contact al acestui rulment sferic a fost de 10 mm, diametrul bilei a fost de 8 mm, iar unghiul de contact calculat a fost 0,1 x003C0; (18 # x000B0;). Între lentilă și suprafața jantei a fost plasat un lichid de imersie, lentila a fost poziționată astfel încât suprafața interioară a jantei să fie în regiunea caustică a câmpului acustic.
După preparare, a fost scanată o regiune care măsoară 5 # x000D7, 5 mm, aleasă astfel încât să obțină imagini ale punctului de contact cu bilă al jantei rulmentului. Dimensiunea zonei de contact din fig.1 a fost de aproximativ 20 # x000D7, 200 pm. Prin măsurarea distanței de la marginea jantei până la centrul proiecției sale, a fost găsită o valoare de 10,45 mm. Prin formula (3), a fost calculat unghiul de contact real = 0,0642 # x003C0, corespunzând la aproximativ 11,55 # x000B0; Această valoare este diferită de valoarea calculată cu mai mult de 7 grade.
Astfel, sa constatat că unghiul de contact al rulment cu bile investigate deviază în mod semnificativ de la valoarea de proiectare, ceea ce indică o calitate insuficientă de fabricație și, prin urmare, de fiabilitate scăzută și de viață scurtă.
1. Metodă pentru determinarea unghiului bilei de contact rulment, care cuprinde determinarea punctului tactil al suprafeței de contact minge a jantei și găsirea unghiul de deplasare a lagărelor cu bile de contact punctul atinge din poziția calculată, suprafața de contact a jantei calculată în ceea ce privește contactul cu balonul este iradiat cu fasciculul de ultrasunete și un punct tangență determinată de valoarea minimă a amplitudinii semnalului acustic reflectat.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că bordura definesc punctele de tangență cu marginea exterioară și interioară a lagărului, iar unghiul de contact este determinată de distanța dintre proiecțiile acestor puncte pe planul imaginii.
3. Metodă conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că suprafața interioară a jantei este aranjată în planul focal al fasciculului de ultrasunete concentrat, și determinarea punctului de atingere este realizată prin scanarea acestuia pointwise.
4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că unghiul de contact al lagărelor cu bile este determinat de una dintre următoarele formule:
unde # x003B1; - unghiul de contact al rulmentului; C este distanța dintre proeminențele punctelor de contact ale bilei cu jantele interioare și exterioare de pe planul imaginii; - unghiul calculat al contactului rulmentului cu bile; # x00394; - deplasarea proiecției punctului de contact al bilei cu jantă în planul imaginii; R este raza mingii; A este distanța de la proeminența punctului de contact al bilei cu jantă în planul imaginii până la marginea jantei; A0 este distanța estimată de proiecția punctului de contact al bilei cu jantă în planul imaginii până la marginea jantei.