Конические роликоподшипники широко применяются в автомобильных ступичных узлах, трансмиссиях, шпинделях станков и других механических конструкциях, оказывая прямое влияние на производительность и стабильность оборудования. Форма и качество поверхности дорожек качения, являющихся рабочим интерфейсом подшипника, напрямую определяют его эксплуатационные характеристики. Шлифование — ключевая операция при обработке дорожек подшипников. Погрешность круглости и шероховатость поверхности дорожек непосредственно влияют на нагрузку при последующей финишной Для выявления влияния частоты вращения заготовки, линейной скорости шлифовального круга и глубины шлифования на качество обработки внутренней дорожки наружного кольца подшипника было проведено однофакторное испытание и ортогональный эксперимент по шероховатости поверхности. В качестве оценочного критерия использовалась шероховатость Ra, выполнен анализ размаха и дисперсии, а также построена регрессионная математическая мУстановлено, что с увеличением линейной скорости шлифовального круга и уменьшением глубины шлифования и частоты вращения заготовки погрешность круглости и шероховатость дорожек качения улучшаются. Наиболее значительное влияние на шероховатость оказывает глубина шлифования, затем линейная скорость круга, тогда как влияние частоты вращения заготовки относительно невелико. При оптимальной комбинации параметров шлифования достигнута минимальная шероховатость поверхности Ra = 0,205 мкм.
Иллюстративный обзор
- Рисунок 1 – Внешний вид и основные размеры наружного кольца конического роликоподшипника TR0708: (a) в сборе, (b) наружное кольцо отдельно, (c) основные размеры наружного кольца
- Рисунок 2 – (a) Общий вид станка с ЧПУ для шлифования; (b) детальная демонстрация рабочей зоны.
- Рисунок 3 – (a) Трёхмерная схема процесса шлифования; (b) схема внутреннего шлифования дорожки наружного кольца.
- Рисунок 4 – (a) Измерение круглости внутренней дорожки наружного кольца; (b) схема погрешности круглости.
- Рисунок 5 – (a) Измерение шероховатости поверхности наружной дорожки качения; (b) увеличенный участок измерения.
- Рисунок 6 – Влияние параметров шлифования на шероховатость поверхности: (a) линейная скорость круга; (b) частота вращения заготовки; (c) глубина шлифования.
- Результаты исследования
Путём однофакторных и ортогональных экспериментов с последующим анализом размаха и дисперсии изучено влияние линейной скорости шлифовального круга, частоты вращения заготовки и глубины шлифования на качество обработки внутренней дорожки наружного кольца конического роликоподшипника. Низкая скорость круга и большая глубина шлифования приводят к неравномерному распределению шлифовальных рисок; чрезмерно высокая частота вращения заготовки усугубляет эту проблему. Повышение скорости круга, снижение частоты вращения заготовки и глубины шлифования улучшают круглость и шероховатость дорожки. При скорости круга ниже 20 м·с⁻¹ или глубине шлифования более 0,6 мкм погрешность круглости превышает допустимые значения.
Наиболее значимое влияние на шероховатость поверхности оказывает глубина шлифования, затем линейная скорость круга, а влияние частоты вращения заготовки наименьшее. При оптимальных параметрах: скорость круга 50 м·с⁻¹, частота вращения заготовки 200 об/мин, глубина шлифования 0,15 мкм — достигнута минимальная шероховатость дорожки Ra = 0,205 мкм.
Данное исследование даёт основу для оптимизации параметров шлифования подшипников. В дальнейшем необходимо применить метод поверхности отклика для более глубокого изучения взаимодействия технологических параметров и их влияния на эксплуатационные свойства дорожек качения.
