CC BY
35
УДК 620.179.1:62-419.4
КОНТРОЛЬ КОМПЛЕКСА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПРОИЗВОДСТВА
Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин
Кафедра «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем», ТГТУ
Представлена членом редколлегии профессором В. Ф. Калининым
Ключевые слова и фразы: биметаллические вкладыши; вкладыши подшипников.
Аннотация: Рассмотрены метод и измерительно-управляющая система контроля комплекса геометрических параметров вкладышей подшипников в процессе их производства.
В связи с возрастающим объемом производства биметаллических вкладышей, повышением требований к их эксплутационным характеристикам становятся актуальными задачи повышения точности производства и снижения затрат на изготовление вкладышей. Решение этих задач связано как с совершенствованием технологического оборудования для производства вкладышей, так и автоматических средств измерения и активного контроля качества.
Внедрение средств активного контроля позволяет обеспечить профилактику дефектов; повысить качество изготовления деталей, благодаря автоматическому поддержанию оптимальных режимов обработки, и производительность изготовления вследствие сокращения вспомогательного времени на контроль [1].
Основными геометрическими параметрами вкладышей [2] являются: высота,
например, Д = 144 в пределах коренных вкладышей 39+0,05 мм; непараллель-
ность торцевых поверхностей разъема вкладыша относительно наружной образующей цилиндрической поверхности в пределах 0,015...0,020 мм на всей длине; прилегание наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности постели гнезда контрольного приспособления у вкладышей автомобильных и тракторных двигателей должно быть не менее 90 % площади поверхности, а у дизельных двигателей и компрессоров - не менее 80 %; разностенность вкладышей не должна превышать 0,01 мм при его диаметре до 100 мм; 0,015 мм - при диаметре от 100 до 220 мм и 0,022 - при диаметре свыше 220 мм; внутренняя поверхность вкладышей должна обрабатываться до чистоты не ниже 8-го класса.
Для повышения точности обработки, производительности контроля и профилактики дефектов разработаны метод и измерительно-управляющая система (ИУС) контроля комплекса геометрических параметров вкладышей подшипников непосредственно в процессе их изготовления (протягивания плоскости разъема вкладыша на вертикально-протяжном станке и тонкого растачивания внутренней
поверхности вкладыша на алмазнорасточном станке). При этом контроль первых трех параметров предлагается проводить по методу, описанному в [2 - 4].
Для контроля разностенности вкладыша разработан метод, сущность которого состоит в контроле толщины стенки по дуге окружности вкладыша в трех сечениях по ширине вкладыша на расстоянии 5.. .8 мм от боковых торцов. Контроль ведут в процессе тонкого растачивания внутренней поверхности вкладыша посредством трех индуктивных преобразователей перемещений, установленных в кожухе шпиндельной головки алмазно-расточного станка по дуге окружности под углом 75 °. Метод предусматривает также и непрерывный контроль степени износа режущего инструмента. Контроль износа режущего инструмента осуществляется посредством измерения фотоприемником пучка излучения.
При этом толщина стенки обработанного вкладыша 8^ по дуге окружности из-за смещения осей наружной и внутренней его поверхностей относительно друг друга имеет разное значение (рис. 1) и определяется как
Рис. 1. Эксцентриситет вкладыша
Si =( D sin a + 2e)/2sin
arctg I tga +
2e D cos a
d
—+g, 2
(1)
где Б - диаметр наружной цилиндрической поверхности вкладыша, мм; d - диаметр внутренней цилиндрической поверхности вкладыша, мм; е - величина смещения осей наружной и внутренней поверхностей вкладыша относительно друг друга, мм; а - угол расположения преобразователей перемещения, град; у - величина размерного износа инструмента, мм.
Измеренное значение толщины стенки 8^ обработанного вкладыша сравнивается с толщиной стенки 8эт эталонного вкладыша, отклонение толщины А8г- = 8эт - 8^ - с допуском 5. При отклонении размеров вкладышей на величину более чем 0,85 производится останов алмазно-расточного станка.
Обеспечение расположения размеров обработанных вкладышей в пределах допуска требует компенсации износа режущего инструмента. В процессе измерения по выборке 25 - 50 штук (в зависимости от типоразмера вкладыша) производится суммирование возникающих при обработке отклонений размеров, и осуществляется подналадка инструмента путем смещения последнего в сторону обрабатываемой поверхности. Для каждой выборки определяется смещение центров группирования отклонения размеров (уровень настройки). При смещении центра группирования отклонений размеров в выборке более чем на удвоенное среднеквадратическое отклонение производится сравнение смещения с величиной размерного износа режущего инструмента и определяется величина подналадочного сигнала для осуществления подналадки инструмента.
Величина подналадочного сигнала для подналадки режущего инструмента определяется по зависимости
Рис. 2. Структурная схема измерительно-управляющей системы
Un = к (c0 + cn )у,
(2)
где к = (0,6...0,8) - коэффициент пропорциональности; С0 и с - параметры аппроксимирующей прямой.
Указанный метод реализует ИУС, структурная схема которой приведена на рис. 2. Система содержит четыре измерительных канала, интерфейсную схему. Персональный компьютер (ПК) подключается к ней через параллельный порт. Первый канал предназначен для контроля непараллельности торцевых поверхностей разъема и прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша; второй - для контроля разностенности вкладышей; третий - для измерения высоты вкладышей; четвертый - для контроля износа обрабатывающего инструмента; интерфейсная схема - для согласования интерфейсов параллельного порта ПК и измерительных каналов ИУС.
В первый измерительный канал системы входят возбуждающий генератор 1, питающий контактные индуктивные преобразователи перемещений 2, 3, измерители индуктивности преобразователей 9, 10, инвертирующие усилители 16, 17. Во второй измерительный канал - возбуждающий генератор 1, питающий контактные индуктивные преобразователи перемещений 4 - 6, измерители индуктивности преобразователей 11 - 13, инвертирующие усилители 18 - 20. В третий измерительный канал - возбуждающий генератор 1 с делителем частоты 30, питающий бесконтактные индуктивные преобразователи перемещений 7, 8, измерители индуктивности преобразователей 14, 15 инвертирующие усилители 21, 22. В четвертый - генератор 31 несущей частоты, регулируемый делитель частоты 32, логические элементы И 33 - 35, усилители 36, 40, согласующий усилитель 39, прецизионный выпрямитель 41, интегратор 42, формирователь прямоугольных импульсов 43, триггеры 44, 45, счетчики 46, 47, элемент И-НЕ 48, элемент
ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 49. В интерфейсную схему - преобразователи напряжение-частота 23 - 29, магистральный приемопередатчик 50, четырехразрядный двунаправленный приемопередатчик с тремя состояниями на выходе 51, предназначенный для расширения входных линий параллельного порта ПК и подключения схем управления вертикально-протяжным 52 и алмазно-расточным 53 станками. Обработка принятых сигналов, а также формирование подналадочных сигналов осуществляет ПК 54 через параллельный порт.
Контролируя размеры каждого обработанного вкладыша, ИУС автоматически поддерживает размеры в средней части поля допуска, и вероятность их выхода за пределы поля допуска устраняется, что значительно повышает точность обработки.
Таким образом, используя разработанные метод и ИУС, осуществляют контроль комплекса геометрических параметров вкладышей, определяют величину износа режущего инструмента и величины подналадочных сигналов для подна-ладки режущего инструмента вертикально-протяжного и алмазно-расточного станков. Результаты проверки показали, что погрешность измерений не превышает 5 % от поля допуска, а производительность контроля увеличилась почти в 2 раза.
Список литературы
1. Сорочкин, Б.М. Автоматизация измерений и контроля деталей / Б.М. Со-рочкин. - Л. : Машиностроение, 1990. - 365 с.
2. ГОСТ ИСО 12301-95. Подшипники скольжения. Методы контроля геометрических показателей и показателей качества материалов. - М. : Изд-во стандартов. 1995. - 20 с.
3. Метод и измерительно-управляющая система неразрушающего контроля геометрических параметров вкладышей подшипников / А.П. Пудовкин, В.Н. Чернышов, А.В. Колмаков, Ю.В. Плужников // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. - 2003. -Т. 9, № 3. - С. 469-476.
4. C2 2245230 RU B 23 D 41/00, G 01 B 5/00. Способ контроля геометрических параметров вкладышей подшипников скольжения / Ю.В. Плужников, А.В. Колмаков, А.П. Пудовкин, В.Н. Чернышов. - № 2003107398/02 (007705) ; заявл. 27.07.2003 // Изобретения (Заявки и патенты). - 2004.
5. Лаврентьев, А.П. Метод и оценка эффективности повышения точности обработки вкладышей подшипников скольжения / А.П. Лаврентьев, Д.А. Бобаков // ТГТУ : сб. ст. молод. учен. и студ. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та. -2005. - Вып. IX. - С. 168-171.
Control over the Complex of Geometric Parameters of Shells Production Process
D.A. Bobakov, A.P. Pudovkin
Department «Designing of Radio-Electronics and Microprocessor Systems», TSTU Keywords and phrases: bimetallic shells; shells.
Abstract: The technique and measuring system of control over the complex of geometric parameters of shells in the production process are studied.
Kontrolle des Komplexes der geometrischen Parameter der Lagerbeilagen im Laufe ihrer Produktion
Zusammenfassung: Es sind die Methode und das Meflsteuersystem der Kontrolle des Komplexes der geometrischen Parameter der Lagerbeilagen im Laufe ihrer Produktion untersucht.
Controle du complexe des parametres geometriques des coussinets des paliers au processus de leur fabrication
Resume: Sont examines la methode ainsi que le systeme de mesure et du controle du complexe des parametres geometriques des coussinets des paliers au processus de leur fabrication.
