Документ описывает патент на станок для магнитно-абразивной обработки сферических торцов мелких бочкообразных роликов, созданный белорусским государственным аграрным техническим университетом. Устройство включает магнитную систему и механизмы для повышения качества и производительности обработки роликов, что особенно актуально для машиностроения. Патент представлен с детальным описанием конструкции и работы устройства, включая использование электродвигателей и особенности фрикционной передачи.

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7160
(13) U
(46) 2011.04.30
(51) МПК (2009)
B 24B 31/00
(54) СТАНОК ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
СФЕРИЧЕСКИХ ТОРЦОВ МЕЛКИХ БОЧКООБРАЗНЫХ РОЛИКОВ
(21) Номер заявки: u 20100765
(22) 2010.09.08
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аг-
рарный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Акулович Леонид Михайло-
вич; Сергеев Леонид Ефимович; Агей-
чик Валерий Александрович; Ермаков
Николай Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образо-
вания "Белорусский государственный
аграрный технический университет"
(BY)
(57)
Станок для магнитно-абразивной обработки сферических торцов мелких бочкообраз-
ных роликов, содержащий С-образную станину и магнитную систему, состоящую из про-
ходящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на нижнем
ведущем и верхнем прижимном дисках, связанных с приводами вращения, отличающий-
ся тем, что нижний ведущий диск связан с приводом вращения от электродвигателя во-
круг лежащей в плоскости симметрии ярма и отклоненной от вертикали в его сторону на
угол 37…39 градусов оси с угловой скоростью ωи и выполнен в виде расположенного
дном вниз симметрично оси вращения цилиндрического металлического стакана с наруж-
ным и внутренним диаметрами соответственно 80…100 и 50…70 мм, обращенная вверх
BY7160U2011.04.30

2. BY 7160 U 2011.04.30
2
кромка которого имеет в осевом сечении угол наклона к оси симметрии 37…39 градусов,
причем ее наружная часть расположена выше внутренней, верхний прижимной диск име-
ет горизонтальную ось симметрии, лежащую в плоскости симметрии ярма, и выполнен в
виде планшайбы с установленными на ней консольно со стороны, противоположной ярму,
каждый на собственном валу с горизонтальной осью симметрии, лежащей в плоскости
симметрии ярма или параллельно ей с возможностью вращения относительно планшайбы,
патронами, каждый из которых имеет наружное отверстие с установленным в него соосно
и выступающим за его пределы большим сферическим торцом наружу бочкообразным
роликом, при этом на каждом валу с патроном со стороны ярма противоположно патрону
консольно закреплен ведомый цилиндрический ролик фрикционной передачи, который в
нижнем положении патрона контактирует с ведущим роликом фрикционной передачи,
причем планшайба имеет ручной привод с фиксацией относительно станины ее положе-
ния при нижнем расположении каждого патрона с роликом, которые в нижнем положении
оказываются связанными с помощью фрикционной передачи с цилиндрическими ролика-
ми с приводом вращения от электродвигателя вокруг лежащей в плоскости симметрии
ярма горизонтальной оси с угловой скоростью ωр, при этом в нижнем положении в прохо-
дящем через плоскость симметрии ярма сечении ось симметрии и вращения патрона с ро-
ликом проходит через середину кромки цилиндрического стакана нижнего ведущего
диска перпендикулярно ей, а направления вращения дисков направлены так, что их
окружные скорости со стороны внешней части кромки направлены в разные стороны, а со
стороны ее внутренней части совпадают, причем
ωр = (2,5-3,0) ωи,
где ωр - угловая скорость патрона с роликом;
ωи - угловая скорость верхнего прижимного диска,
а наружный диаметр нижнего ведущего диска больше наружного диаметра планшайбы с
патронами.
(56)
1. А.с. СССР 1030147, МПК B 24B 31/00, 1983.
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. Межгосудар-
ственный стандарт. - Минск, по заказу Госстандарта РФ. - С. 126.
4. ГОСТ 9942-90. Подшипники упорные радиальные роликовые сферические одинар-
ные. Технические условия. - М.: ФГУП, Стандартинформ, 2007. - С. 1-5.
Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порошком
(ФАП) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машинострое-
ния при обработке поверхностей роликов подшипников качения.
Известен [1] станок для магнитно-абразивной обработки шариков, содержащий С-об-
разную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и
электромагнитных катушек, установленных на ведущем и прижимном дисках, первый из
которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом
возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, причем на обращенных друг к
другу торцах дисков выполнены канавки полукруглого профиля, а в канавке каждого дис-
ка установлены вставки из диамагнитного материала, которые расположены поочередно
по обе стороны от оси симметрии полукруглого профиля канавки.

3. BY 7160 U 2011.04.30
3
Такое устройство не позволяет производить качественную и производительную маг-
нитно-абразивную обработку поверхностей сферических торцов мелких бочкообразных
роликов роликовых упорных сферических одинарных подшипников, например, номер
9039412 [2, 3, 4].
Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и производи-
тельности магнитно-абразивной обработки поверхностей сферических торцов мелких
бочкообразных роликов сферических упорных подшипников.
Поставленная задача решается с помощью станка для магнитно-абразивной обработки
сферических торцов мелких бочкообразных роликов, содержащего С-образную станину и
магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных
катушек, установленных на нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, связанных с
приводами вращения, где нижний ведущий диск связан с приводом вращения от электро-
двигателя вокруг лежащей в плоскости симметрии ярма и отклоненной от вертикали в его
сторону на угол 37…39 градусов оси с угловой скоростью ωи и выполнен в виде располо-
женного дном вниз симметрично оси вращения цилиндрического металлического стакана
с наружным и внутренним диаметрами соответственно 80…100 и 50…70 мм, обращенная
вверх кромка которого имеет в осевом сечении угол наклона к оси симметрии 37…39 гра-
дусов, причем ее наружная часть расположена выше внутренней, верхний прижимной
диск имеет горизонтальную ось симметрии, лежащую в плоскости симметрии ярма, и вы-
полнен в виде планшайбы с установленными на ней консольно со стороны, противопо-
ложной ярму, каждый на собственном валу с горизонтальной осью симметрии, лежащей в
плоскости симметрии ярма или параллельно ей с возможностью вращения относительно
планшайбы, патронами, каждый из которых имеет наружное отверстие с установленным в
него соосно и выступающим за его пределы большим сферическим торцом наружу бочко-
образным роликом, при этом на каждом валу с патроном со стороны ярма противополож-
но патрону консольно закреплен ведомый цилиндрический ролик фрикционной передачи,
который в нижнем положении патрона контактирует с ведущим роликом фрикционной
передачи, причем планшайба имеет ручной привод с фиксацией относительно станины ее
положения при нижнем расположении каждого патрона с роликом, которые в нижнем по-
ложении оказываются связанными с помощью фрикционной передачи с цилиндрическими
роликами с приводом вращения от электродвигателя вокруг лежащей в плоскости сим-
метрии ярма горизонтальной оси с угловой скоростью ωр, при этом в нижнем положении в
проходящем через плоскость симметрии ярма сечении ось симметрии и вращения патрона
с роликом проходит через середину кромки цилиндрического стакана нижнего ведущего
диска перпендикулярно ей, а направления вращения дисков направлены так, что их
окружные скорости со стороны внешней части кромки направлены в разные стороны, а со
стороны ее внутренней части совпадают, причем
ωр = (2,5-3,0) ωи,
где ωр - угловая скорость патрона с роликом;
ωи - угловая скорость верхнего прижимного диска,
а наружный диаметр нижнего ведущего диска больше наружного диаметра планшайбы с
патронами.
На фигуре изображен общий вид станка с разрезами по оси симметрии ярма.
Станок для магнитно-абразивной обработки сферических торцов мелких бочкообраз-
ных роликов содержит С-образную станину 1 и магнитную систему, состоящую из прохо-
дящего через станину 1 ярма 2 и электромагнитных катушек 3 и 4, установленных на
нижнем ведущем 5 и верхнем прижимном 6 дисках, связанных с приводами вращения.
Нижний ведущий диск 5 связан с приводом вращения от электродвигателя 7 вокруг ле-
жащей в плоскости симметрии ярма 2 и отклоненной от вертикали в его сторону на угол
37…39 градусов оси с угловой скоростью ωи. Он выполнен в виде расположенного дном

4. BY 7160 U 2011.04.30
4
вниз симметрично оси вращения цилиндрического металлического стакана с наружным и
внутренним диаметрами соответственно D = 80…100 мм и d = 50…70 мм, обращенная
вверх кромка которого имеет в осевом сечении угол наклона к оси симметрии 37…39 гра-
дусов, причем ее наружная часть расположена выше внутренней. Верхний прижимной
диск 6 имеет горизонтальную ось симметрии и вращения, лежащую в плоскости симмет-
рии ярма 2. Он выполнен в виде планшайбы с установленными на ней консольно со сто-
роны, противоположной ярму 2, патронами 8. Каждый патрон 8 закреплен на собственном
валу 9 с горизонтальной осью симметрии, лежащей в плоскости симметрии ярма 2 или па-
раллельно ей с возможностью вращения вала 9 относительно планшайбы 6. Каждый пат-
рон 8 имеет противоположное ярму 2 наружное отверстие с установленным в него соосно
с помощью уплотнительного фиксирующего резинового кольца 10 с выступающим боль-
шим сферическим торцом наружу бочкообразным роликом 11, например, роликового
упорного сферического одинарного подшипника номер 9039412 с длиной ролика L = 22,5
мм, максимальным диаметром ролика Dp = 20,5 и радиусом кривизны сферической по-
верхности ролика R = 80 мм. На каждом валу 9 патронов 8 со стороны ярма 2 противопо-
ложно патрону консольно закреплен ведомый цилиндрический ролик 12 фрикционной
передачи, который в нижнем положении патрона 8 контактирует с установленным в ста-
нине 1 с возможностью вращения ведущим роликом 13 фрикционной передачи с при-
водом вращения от электродвигателя 14. Планшайба 6 имеет ручной привод поворота
вокруг своей оси с помощью оператора с фиксацией относительно станины 1 с помощью
штыря 15 и расположенных в планшайбе отверстий 16 и отверстия в станине 17 ее поло-
жения при нижнем расположении каждого патрона 8 с роликом 11, которые в нижнем
положении оказываются связанными с приводом вращения от электродвигателя 14 с
помощью фрикционной передачи с цилиндрическими роликами 12 и 13 вокруг лежащей в
плоскости симметрии ярма 2 горизонтальной оси с угловой скоростью ωр. В нижнем по-
ложении в проходящем через плоскость симметрии ярма 2 сечении ось симметрии и вра-
щения патрона 8 с роликом 11 проходит через середину кромки цилиндрического стакана
нижнего ведущего диска 5 перпендикулярно ей, а зазор между этой кромкой и сфериче-
ской поверхностью ролика 11 составляет зазор 1…2 мм, а направления вращения диска 5
и патрона 8 с роликом 11 направлены так, что их окружные скорости со стороны внешней
части относительно оси вращения ролика 11 кромки направлены в разные стороны, а со
стороны ее внутренней части совпадают, причем
ωр = (2,5-3,0) ωи,
где ωр - угловая скорость патрона с роликом;
ωи - угловая скорость верхнего прижимного диска.
Наружный диаметр нижнего ведущего диска D больше наружного диаметра планшай-
бы с патронами Dп.
Станок работает следующим образом.
Перед началом работы после установки обрабатываемых, например, четырех бочкооб-
разных роликов 11 в патроны 8 один из обрабатываемых роликов вместе с патроном пово-
ротом планшайбы 6 вручную оператором устанавливается в нижнее рабочее положение,
причем ведомый цилиндрический ролик 12 этого патрона входит в контакт с ведущим ро-
ликом 13 фрикционной передачи. Планшайба 6 фиксируется относительно станины 1 с
помощью штыря 15 и между сферической поверхностью нижнего ролика 11 и кромкой
нижнего ведущего диска 5 в образовавшийся между ними минимальный зазор 1…2 мм
помещается ФАП (на фигуре не показано). Нижний ведущий диск 5 приводится с помо-
щью электродвигателя 7 во вращение вокруг наклонной оси, а нижний патрон 8 вместе с
бочкообразным роликом 11 приводится с помощью электродвигателя 14 во вращение
вокруг своей горизонтальной в плоскости симметрии ярма оси. Торцевая сферическая по-
верхность бочкообразного ролика 11 плавно и равномерно обрабатывается расположен-

5. BY 7160 U 2011.04.30
5
ным между ней и кромкой нижнего ведущего диска 5 ФАП, при этом силы трения, веса и
магнитное поле катушек 3 и 4 удерживает бочкообразный ролик 12 в патроне 8. Увели-
ченная в 2,5…3,0 раза угловая скорость патрона с роликом по сравнению с угловой скоро-
стью нижнего ведущего диска и установленные направления вращения диска 5 и патрона
8 так, что их окружные скорости со стороны внешней части кромки в сечении по плоско-
сти симметрии ярма направлены в разные стороны, а со стороны ее внутренней части сов-
падают, позволяет устранить неоднородность абразивного воздействия на сферический
торец ролика, а изменение зазора между сферической поверхностью торца ролика 11 и
кромкой нижнего ведущего диска 5 обеспечивает подвижность ферроабразивной "щетки"
для нивелирования разницы окружных скоростей точек сферического торца ролика. При
этом происходит процесс самозатачивания абразивных зерен, снижается степень темпера-
турного и абразивного воздействия на сферическую поверхность торца, обеспечивается
стабильность качественных характеристик поверхностного слоя торца ролика путем оптими-
зации глубины резания и уменьшения интенсивности воздействия теплоты, выделяющейся
при резании, от периферии к центру ролика. Имеющее место при работе станка пере-
крестное воздействие абразивных зерен обеспечивает высокую степень точности обработ-
ки сферической поверхности торца ролика путем ее совпадения с траекторией движения
абразивных зерен и создания эффекта постоянства процесса резания. По прошествии не-
обходимого для выполнения технологической операции времени обработки сферической
поверхности нижнего ролика 11 без выключения электродвигателей 7 и 14 оператор вы-
нимает штырь 15 и поворотом вручную планшайбы 6 перемещает следующий подлежа-
щий обработке ролик 11 в нижнее рабочее положение, и снова фиксирует планшайбу 6
относительно станины 1 штырем 15. Далее обработанный ролик заменяется на подлежа-
щий обработке.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.