Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7303
(13) U
(46) 2011.06.30
(51) МПК
B 24B 31/00 (2006.01)
(54) СТАНОК ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
СФЕРИЧЕСКИХ ТОРЦОВ МЕЛКИХ БОЧКООБРАЗНЫХ РОЛИКОВ
(21) Номер заявки: u 20100917
(22) 2010.11.03
(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 обра-
зования "Белорусский государствен-
ный аграрный технический универси-
тет" (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 верхний прижимной диск выполнен в виде обращенной выпуклостью вверх в
сторону магнитной системы расположенной симметрично оси вращения стенки полого
шара толщиной 10-12 мм и внутренним радиусом стенки Rn = (1,2-1,4) Rm,
где Rm - радиус кривизны обрабатываемого торца ролика,
Rn - внутренний радиус стенки верхнего прижимного диска,
BY7303U2011.06.30

2. BY 7303 U 2011.06.30
2
причем наружная кромка верхнего прижимного диска выполнена цилиндрической диа-
метром Dnн, равным внутреннему радиусу его стенки Rn, а сам верхний прижимной диск
связан с приводом вращения с угловой скоростью ωp = 800-1000 об/мин вокруг лежащей в
плоскости симметрии ярма расположенной под углом 45 градусов к выходящей из центра
кривизны стенки верхнего прижимного диска, начала радиуса Rm, направленной в сторону
ярма лежащей в плоскости его симметрии горизонтальной оси, являющейся осью враще-
ния от собственного привода с угловой скоростью ωu = 63-125 об/мин нижнего ведущего
диска, который выполнен в виде обращенной выпуклостью в сторону магнитной системы
расположенной симметрично горизонтальной оси вращения стенки полого шара толщи-
ной 10-12 мм и с наружным радиусом стенки Rн = Rn-(4-6) мм, причем центры кривизны
стенок верхнего прижимного и нижнего ведущего дисков, начала радиусов Rn и Rн совпа-
дают, при этом наружная кромка нижнего ведущего диска выполнена в виде боковой по-
верхности прямого кругового конуса с диаметром его основания Dн = Dnн = Rn с вершиной
в центре кривизны стенок верхнего прижимного и нижнего ведущего дисков, а на пери-
ферии нижнего ведущего диска на расстоянии 1-2 мм от его наружной кромки симмет-
рично оси вращения нижнего ведущего диска в выполненных в нем отверстиях, оси
которых пересекаются в центре кривизны стенок верхнего прижимного и нижнего веду-
щего дисков, установлены обрабатываемыми сферическими торцами в сторону верхнего
прижимного диска с зазором относительно его вогнутой поверхности 1-3 мм 6-8 штук
бочкообразных роликов, а направление вращения верхнего прижимного и нижнего веду-
щего дисков является встречным.
(56)
1. А.с. СССР 1030147, МПК B 24B 31/00, 1983.
2. Нарышкин В.Н., Коросташевский Р.В. Подшипники качения. Справочник. - M.:
Машиностроение, 1984. - C. 60-61.
3. ГОСТ 520-2002. Подшипники качения. Общие технические условия. Межгосудар-
ственный стандарт. По заказу Госстандарта РФ. - Минск. - C. 126.
4. ГОСТ 9942-90. Подшипники упорные радиальные роликовые сферические одинар-
ные. Технические условия. - M.: ФГУП, Стандартинформ, 2007. - C. 1-5.
Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порош-
ком (ФАП) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машино-
строения при обработке поверхностей роликов подшипников качения.
Известен [1] станок для магнитно-абразивной обработки шариков, содержащий
C-образную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину яр-
ма и электромагнитных катушек, установленных на ведущем и прижимном дисках, пер-
вый из которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с
приводом возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, причем на обращен-
ных друг к другу торцах дисков выполнены канавки полукруглого профиля, а в канавке
каждого диска установлены вставки из диамагнитного материала, которые расположены
поочередно по обе стороны от оси симметрии полукруглого профиля канавки.
Такое устройство не позволяет производить качественную и производительную маг-
нитно-абразивную обработку поверхностей сферических торцов бочкообразных роликов
роликовых упорных сферических одинарных подшипников, например, номер 9039414 и
9039412 [2, 3, 4].
Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и произво-
дительности магнитно-абразивной обработки поверхностей сферических торцов мелких
бочкообразных роликов роликовых упорных сферических одинарных подшипников.

3. BY 7303 U 2011.06.30
3
Поставленная задача решается с помощью станка для магнитно-абразивной обработки
сферических торцов мелких бочкообразных роликов, содержащего C-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 верхний прижимной диск выполнен в виде обращенной выпукло-
стью вверх в сторону магнитной системы расположенной симметрично оси вращения стен-
ки полого шара толщиной 10-12 мм и внутренним радиусом стенки Rn = (1,2-1,4) Rm,
где Rm - радиус кривизны обрабатываемого торца ролика,
Rn - внутренний радиус стенки верхнего прижимного диска,
причем наружная кромка верхнего прижимного диска выполнена цилиндрической диа-
метром Dnн, равным внутреннему радиусу его стенки Rn, а сам верхний прижимной диск
связан с приводом вращения с угловой скоростью ωр = 800-1000 об/мин вокруг лежащей в
плоскости симметрии ярма расположенной под углом 45 градусов к выходящей из центра
кривизны стенки верхнего прижимного диска, начала радиуса Rm, направленной в сторону
ярма лежащей в плоскости его симметрии горизонтальной оси, являющейся осью враще-
ния от собственного привода с угловой скоростью ωu = 63-125 об/мин нижнего ведущего
диска, который выполнен в виде обращенной выпуклостью в сторону магнитной системы
расположенной симметрично горизонтальной оси вращения стенки полого шара толщи-
ной 10-12 мм и с наружным радиусом стенки Rн = Rn-(4-6) мм, причем центры кривизны
стенок верхнего прижимного и нижнего ведущего дисков, начала радиусов Rn и Rн совпа-
дают, при этом наружная кромка нижнего ведущего диска выполнена в виде боковой по-
верхности прямого кругового конуса с диаметром его основания Dн = Dnн = Rn с вершиной
в центре кривизны стенок верхнего прижимного и нижнего ведущего дисков, а на пери-
ферии нижнего ведущего диска на расстоянии 1-2 мм от его наружной кромки симмет-
рично оси вращения нижнего ведущего диска в выполненных в нем отверстиях, оси
которых пересекаются в центре кривизны стенок верхнего прижимного и нижнего веду-
щего дисков, установлены обрабатываемыми сферическими торцами в сторону верхнего
прижимного диска с зазором относительно его вогнутой поверхности 1-3 мм 6-8 штук
бочкообразных роликов, а направление вращения верхнего прижимного и нижнего веду-
щего дисков является встречным.
На фигуре изображен общий вид станка.
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
соответственно на нижнем ведущем 5 и верхнем прижимном 6 дисках, изготовленных из
магнитопроводящего ферромагнетика, например стали Ст. 3, и связанных с приводами
вращения. Верхний прижимной диск 6 выполнен в виде обращенной выпуклостью вверх в
сторону магнитной системы расположенной симметрично оси вращения стенки полого
шара толщиной 10-12 мм и внутренним радиусом стенки Rn = (1,2-1,4) Rm,
где Rm - радиус кривизны обрабатываемого торца ролика,
Rn - внутренний радиус стенки верхнего прижимного диска,
Наружная кромка верхнего прижимного диска 6 выполнена цилиндрической диамет-
ром Dnн, равным внутреннему радиусу его стенки Rn, а сам верхний прижимной диск 6
связан с приводом вращения от электродвигателя 7 с угловой скоростью ωp = 800-
1000 об/мин вокруг лежащей в плоскости симметрии ярма расположенной под углом 45° к
выходящей из центра кривизны О стенки верхнего прижимного диска 6, начала радиуса
Rm, направленной в сторону ярма 2 лежащей в плоскости его симметрии горизонтальной
оси. Эта горизонтальная ось является осью вращения от электродвигателя 8 с угловой
скоростью ωu = 63-125 об/мин нижнего ведущего диска 5, который выполнен в виде об-
ращенной выпуклостью в сторону магнитной системы расположенной симметрично гори-
зонтальной оси вращения стенки полого шара толщиной 10-12 мм и с наружным радиусом

4. BY 7303 U 2011.06.30
4
стенки Rн = Rn-(4-6) мм, причем центры О кривизны стенок верхнего прижимного 6 и
нижнего ведущего 5 дисков, начала радиусов Rn и Rн совпадают. Наружная кромка ниж-
него ведущего диска 5 выполнена в виде боковой поверхности усеченного прямого круго-
вого конуса с диаметром его основания Dн = Dnн = Rn с вершиной в центре О кривизны
стенок верхнего прижимного 6 и нижнего ведущего 5 дисков. На периферии нижнего ве-
дущего диска 5 на расстоянии 1-2 мм от его наружной кромки симметрично оси вращения
нижнего ведущего диска 5 в выполненных в нем отверстиях, оси которых пересекаются в
центре О кривизны стенок верхнего прижимного и нижнего ведущего дисков, установле-
ны обрабатываемыми сферическими торцами в сторону верхнего прижимного диска с за-
зором относительно его вогнутой поверхности 1-3 мм 6-8 штук бочкообразных роликов 9.
Для фиксирования роликов 9 в отверстиях нижнего ведущего диска 5 предназначены
упругие резиновые кольца 10. Направление вращения верхнего прижимного 6 и нижнего
ведущего 5 дисков является встречным. Так как оси вращения верхнего прижимного 6 и
нижнего ведущего 5 дисков расположены под углом 45° друг к другу, а их диаметры
Dн = Dnн = Rn, то углы между конусными поверхностями с вершинами в центре кривизны
О, охватывающими контуры верхнего прижимного 6 и нижнего ведущего 5 дисков, и их
осями равны arcsin 0,5-30°, таким образом угол перекрытия верхнего прижимного 6 и
нижнего ведущего 5 дисков будет равен 2×30°-45° = 15°. Так как для рассматриваемых
бочкообразных роликов Rm = 80-95 мм и их находящиеся у обрабатываемых сферических
торцов максимальные диаметры равны 20,5-22,7 мм, то указанное перекрытие верхнего
прижимного 6 и нижнего ведущего 5 дисков обеспечивает обработку всей поверхности
сферических торцов роликов 9.
Станок работает следующим образом.
Перед началом работы после установки обрабатываемых мелких бочкообразных роли-
ков 9 в отверстия нижнего ведущего диска 5 между сферической торцевой поверхностью
ролика 9 и поверхностью верхнего прижимного диска 6 помещается ФАП (на фигуре не по-
казано). Нижний ведущий диск 5 приводится с помощью электродвигателя 8 во вращение
вокруг горизонтальной оси, а верхний прижимной диск 6 приводится с помощью электро-
двигателя 7 во вращение вокруг своей наклонной оси. Торцевая сферическая поверхность
мелких бочкообразных роликов 9 плавно и равномерно обрабатывается ФАП, при этом си-
лы трения, упругости резинового фиксирующего кольца 10 и магнитное поле катушек 3 и 4
удерживает мелкие бочкообразные ролики 9 в отверстиях нижнего ведущего диска 5. Уста-
новленные угловые скорости вращения верхнего прижимного 6 и нижнего ведущего 5 дис-
ков являются оптимальными для процесса обработки, а их соотношение позволяет
устранить неоднородность абразивного воздействия на торец ролика. При этом обеспечива-
ется подвижность ферроабразивной "щетки" для нивелирования разницы окружных скоро-
стей точек торца ролика, происходит процесс самозатачивания абразивных зерен,
снижается степень температурного и абразивного воздействия на сферическую поверхность
торца, обеспечивается стабильность качественных характеристик поверхностного слоя тор-
ца ролика путем оптимизации глубины резания и уменьшения интенсивности воздействия
теплоты, выделяющейся при резании, от периферии к центру ролика, а перекрестное воз-
действие абразивных зерен обеспечивает высокую степень точности обработки сфериче-
ской поверхности торца ролика. Выполнение верхнего прижимного и нижнего ведущего
дисков в виде стенок полых шаров толщиной 10-12 мм с общим центром О кривизны и со-
ответственно кромками цилиндрической и конусной формы позволяет уменьшить рассея-
ние магнитных сил в дисках 5 и 6 с одновременными интенсификацией технологического
процесса обработки сферических торцов роликов и снижением его энергоемкости.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.