Документ описывает полезную модель станка для магнитно-абразивной обработки сферических торцов мелких бочкообразных роликов, разработанную белорусским государственным аграрным техническим университетом. Устройство включает C-образную станину и магнитную систему с электромагнитными катушками на ведении и прижатии дисках, что обеспечивает эффективную обработку ввиду повышенной производительности и качества. Обработительное оборудование предназначено для использования в машиностроении при доводке поверхностей роликов подшипников качения.

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7354
(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 20100968
(22) 2010.11.23
(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 C-образную станину и магнитную систему, состоящую из прохо-
дящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на нижнем
ведущем и верхнем прижимном дисках, связанных с приводами вращения, относительно
вертикальных осей, находящихся в плоскости симметрии ярма, отличающийся тем, что
нижний ведущий диск связан с приводом вращения с угловой скоростью ωнд = 0,5…2,0 с-1
и
имеет установленные равномерно по его периферии с посадкой скольжения на расстоянии
2…3 мм от цилиндрической боковой поверхности нижнего ведущего диска, выступающие
над его верхней плоской поверхностью на 1,0…1,5 мм 6…8 штук патронов с вертикально
расположенными осями симметрии с верхним отверстием у каждого под установленный в
него соосно выступающий за его пределы сверху всем большим сферическим основанием
Фиг. 1
BY7354U2011.06.30

2. BY 7354 U 2011.06.30
2
бочкообразный ролик, причем каждый патрон жестко закреплен своей нижней горизон-
тальной торцевой поверхностью сверху вертикального вала с общей для них осью сим-
метрии и с возможностью совместного вращения с угловой скоростью ωр = 20…40 с-1
относительно нижнего ведущего диска, причем нижний конец вала каждого ролика вы-
ступает за пределы нижней горизонтальной поверхности нижнего ведущего диска и к его
нижнему концу жестко присоединен цилиндрический ролик фрикционной передачи, ось
симметрии которого совпадает с осью симметрии вала, при этом на станине со стороны
ярма и симметрично его плоскости симметрии с горизонтальной плоскостью симметрии,
совпадающей с горизонтальными плоскостями симметрии роликов, жестко прикреплена
обрезиненная со стороны роликов опорная поверхность высотой, превышающей высоту
ролика, наружная со стороны роликов цилиндрическая поверхность которой выполнена в
виде обращенной вогнутостью к роликам половины боковой поверхности цилиндра с сек-
тором кривизны 175…180°, при этом ее центр кривизны совпадает с осью нижнего веду-
щего диска и исходящий из него внутренний радиус меньше радиуса расположения
относительно оси нижнего ведущего диска в горизонтальной плоскости наиболее удален-
ных точек роликов на 1…2 мм, причем верхний прижимной диск имеет нижнюю горизон-
тальную поверхность, расположенную над большими сферическими основаниями
бочкообразных роликов по вертикали с зазором 1…3 мм, установлен относительно ниж-
него ведущего диска со стороны ярма таким образом, что его ось симметрии и вращения с
угловой скоростью ωвд = 100…120 с-1
касается ближайшей к ярму образующей боковой
поверхности нижнего ведущего диска с возможным отклонением от нее в пределах
± 1 мм, а направления вращения верхнего прижимного и нижнего ведущего дисков совпа-
дают и направлены, вид сверху, в северном полушарии Земли против часовой стрелки, а
наружный диаметр нижнего ведущего диска равен (7…8)d, наружный диаметр верхнего
прижимного диска равен 3d, где d - максимальный диаметр боковой поверхности бочко-
образного ролика.
(56)
1. А.с. СССР 1030147, МПК В 24В 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 ферро-абразивным 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 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 вставка 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

3. BY 7354 U 2011.06.30
3
роликовых упорных сферических одинарных подшипников, например номер 9039415 [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.
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, относительно вертикальных осей, находящихся в плоскости сим-
метрии ярма, где нижний ведущий диск связан с приводом вращения с угловой скоростью
ωнд = 0,5…2,0 с-1
и имеет установленные равномерно по его периферии с посадкой сколь-
жения на расстоянии 2…3 мм от цилиндрической боковой поверхности нижнего ведущего
диска, выступающие над его верхней плоской поверхностью на 1,0…1,5 мм 6…8 штук па-
тронов с вертикально расположенными осями симметрии с верхним отверстием у каждого
под установленный в него соосно выступающий за его пределы сверху всем большим
сферическим основанием бочкообразный ролик, причем каждый патрон жестко закреплен
своей нижней горизонтальной торцевой поверхностью сверху вертикального вала с общей
для них осью симметрии и с возможностью совместного вращения с угловой скоростью
ωр = 20…40 с-1
соотносительно нижнего ведущего диска, причем нижний конец вала каж-
дого ролика выступает за пределы нижней горизонтальной поверхности нижнего ведуще-
го диска и к его нижнему концу жестко присоединен цилиндрический ролик фрикционной
передачи, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии вала, при этом на станине
со стороны ярма и симметрично его плоскости симметрии с горизонтальной плоскостью
симметрии, совпадающей с горизонтальными плоскостями симметрии роликов, жестко
прикреплена обрезиненная со стороны роликов опорная поверхность высотой, превыша-
ющей высоту ролика, наружная со стороны роликов цилиндрическая поверхность которой
выполнена в виде обращенной вогнутостью к роликам половины боковой поверхности
цилиндра с сектором кривизны 175…180°, при этом ее центр кривизны совпадает с осью
нижнего ведущего диска и исходящий из него внутренний радиус меньше радиуса распо-
ложения относительно оси нижнего ведущего диска в горизонтальной плоскости наиболее
удаленных точек роликов на 1…2 мм, причем верхний прижимной диск имеет нижнюю
горизонтальную поверхность, расположенную над большими сферическими основаниями
бочкообразных роликов по вертикали с зазором 1…3 мм, установлен относительно ниж-
него ведущего диска со стороны ярма таким образом, что его ось симметрии и вращения с
угловой скоростью ωвд = 100…120 с-1
касается ближайшей к ярму образующей боковой
поверхности нижнего ведущего диска с возможным отклонением от нее в пределах ± 1
мм, а направления вращения верхнего прижимного и нижнего ведущего дисков совпадают
и направлены, вид сверху, в северном полушарии Земли против часовой стрелки, а
наружный диаметр нижнего ведущего диска равен (7...8)d, наружный диаметр верхнего
прижимного диска равен 3d,
где d - максимальный диаметр боковой поверхности бочкообразного ролика.
На фиг. 1 изображен общий вид станка; на фиг. 2-разрез A-A на фиг. 1.
Станок для магнитно-абразивной обработки сферических торцов мелких бочкообраз-
ных роликов содержит C-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 относительно вертикальных осей, находящихся в плоскости симметрии ярма.
Нижний ведущий диск 5 связан с приводом вращения от электродвигателя 7 с помощью
ременной передачи и вертикального вала 8 с угловой скоростью ωнд = 0,5…2,0 с-1
. Он

4. BY 7354 U 2011.06.30
4
имеет установленные равномерно по его периферии с посадкой скольжения на расстоянии
2…3 мм от цилиндрической боковой поверхности нижнего ведущего диска 5, выступаю-
щие над его верхней плоской поверхностью на 1,0…1,5 мм 6…8 штук патронов 9 с верти-
кально расположенными осями симметрии с верхним отверстием у каждого под
установленный в него соосно и фиксируемый упругим кольцом 10 выступающий за его
пределы сверху всем большим сферическим основанием бочкообразный ролик 11. Каж-
дый патрон 9 жестко закреплен своей нижней горизонтальной торцевой поверхностью
сверху вертикального вала 12 с общей для них осью симметрии и с возможностью сов-
местного вращения с угловой скоростью ωр = 20…40 с-1
относительно нижнего ведущего
диска 5, причем нижний конец вала 12 каждого ролика 11 выступает за пределы нижней
горизонтальной поверхности нижнего ведущего диска 5 и к его нижнему концу жестко
присоединен цилиндрический ролик 13 фрикционной передачи, ось симметрии которого
совпадает с осью симметрии вала 12. На станине 1 со стороны ярма 2 и симметрично его
плоскости симметрии с горизонтальной плоскостью симметрии, совпадающей с горизон-
тальными плоскостями симметрии роликов 13, жестко прикреплена обрезиненная со сто-
роны роликов 13 опорная поверхность 14 высотой, превышающей высоту ролика,
наружная со стороны роликов цилиндрическая поверхность которой выполнена в виде об-
ращенной вогнутостью к роликам половины боковой поверхности цилиндра с сектором
кривизны 175°…180°, при этом ее центр кривизны совпадает с осью нижнего ведущего
диска и исходящий из него внутренний радиус меньше радиуса расположения относи-
тельно оси нижнего ведущего диска в горизонтальной плоскости наиболее удаленных то-
чек роликов на 1…2 мм. Верхний прижимной диск 6 имеет нижнюю горизонтальную
поверхность, расположенную над большими сферическими основаниями бочкообразных
роликов 11 по вертикали с зазором 1…3 мм, установлен относительно нижнего ведущего
диска со стороны ярма 2 таким образом, что его ось симметрии и вращения от электро-
двигателя 15 с помощью вертикального вала 16 с угловой скоростью ωвд = 100…120 с-1
касается ближайшей к ярму образующей боковой поверхности нижнего ведущего диска с
возможным отклонением от нее в пределах ± 1 мм. Направления вращения верхнего при-
жимного 6 и нижнего ведущего дисков 5 совпадают и направлены, вид сверху, в северном
полушарии Земли против часовой стрелки, а в южном - по часовой стрелке. Наружный
диаметр нижнего ведущего диска 5 равен (7…8)d, наружный диаметр верхнего прижим-
ного диска равен 3d, где d - максимальный диаметр боковой поверхности бочкообразного
ролика.
Станок работает следующим образом.
Перед началом работы после установки обрабатываемых мелких бочкообразных ро-
ликов 11 в отверстия патронов 9 нижнего ведущего диска 5 между сферической торцевой
поверхностью ролика 11 и поверхностью верхнего прижимного диска 6 помещается ФАП
(на фиг. не показано). Нижний ведущий диск 5 приводится с помощью электродвигателя 7
во вращение вокруг вертикальной оси с угловой скоростью ωнд = 0,5…2,0 с-1
, а верхний
прижимной диск 6 приводится с помощью электродвигателя 15 во вращение с угловой
скоростью ωвд = 100…120 с-1
вокруг своей вертикальной оси. Ролики 13 в зоне располо-
жения верхнего прижимного диска 6 входят в контакт с прикрепленной обрезиненной со
стороны роликов 13 опорной поверхностью 14 и приводятся силами трения во вращение
вместе с патронами 9 с угловой скоростью ωр = 20…40 с-1
. Торцевая сферическая поверх-
ность мелких бочкообразных роликов 11 плавно и равномерно обрабатываются ФАП, при
этом силы трения, упругости резинового фиксирующего кольца 10 и магнитное поле ка-
тушек 3 и 4 удерживает мелкие бочкообразные ролики 11 в отверстиях патронов 9 нижне-
го ведущего диска 5. Установленные угловые скорости вращения верхнего прижимного 6
и нижнего ведущего 5 дисков и роликов 11 являются оптимальными для процесса обра-
ботки, а их соотношение позволяет устранить неоднородность абразивного воздействия на

5. BY 7354 U 2011.06.30
5
торец ролика 11. При этом обеспечивается подвижность ферроабразивной "щетки" для
нивелирования разницы окружных скоростей точек торца ролика, происходит процесс са-
мозатачивания абразивных зерен, снижается степень температурного и абразивного воз-
действия на сферическую поверхность торца, обеспечивается стабильность качественных
характеристик поверхностного слоя торца ролика путем оптимизации глубины резания и
уменьшения интенсивности воздействия теплоты, выделяющейся при резании, от перифе-
рии к центру ролика, а перекрестное воздействие абразивных зерен обеспечивает высокую
степень точности обработки сферической поверхности торца ролика. Выполнение направ-
ления вращения верхнего прижимного 6 и нижнего ведущего дисков 5 совпадающими и
направленными, глядя сверху, в северном полушарии Земли против часовой стрелки, а в
южном - по часовой стрелке позволяет использовать в процессе обработки магнитное по-
ле Земли и тем самым уменьшить рассеяние магнитных сил в дисках 5, 6 и роликах 11 с
одновременными интенсификацией технологического процесса обработки сферических
торцов роликов и снижением его энергоемкости.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.