книги из ГПНТБ / Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие]
.pdf10 |
ГЛ. 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШАРИКОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ |
§2. КЛАССИФИКАЦИЯ ШАРИКОВ ПО КЛАССАМ И СТЕПЕНЯМ ТОЧНОСТИ
Согласно ГОСТу 3722—60, который распространяется на стальные шарики, применяемые в подшипниках качения, а так же в виде отдельных деталей машин, механизмов и приборов, окончательно обработанные шарики по величине допускаемых отклонений от номинальных диаметров условно подразделя ются на четыре группы: высокого класса В, повышенного клас са П, нормального класса Н и разного назначения Р. Допу скаемые отклонения шариков от номинальных диаметров со ответственно указанным группам приведены в табл. 1.
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
Допускаемые отклонения от номинальных диаметров |
|
|||
Номинальные диаметры |
Допускаемые отклонения для всех степеней |
||||
шариков , мм |
|
точности по группам, мм |
|
||
более |
ДО |
в |
п |
н |
р |
0 ,8 |
3 |
±0,0025 |
±0,005 |
± 0 ,0 1 |
+0,025 |
|
|
|
|
|
-0 ,0 5 |
3 |
6 |
±0,005 |
± 0 ,0 1 |
±0,025 |
+0,05 |
|
|
|
|
|
- 0 , 1 |
6 |
10 |
±0,005 . |
±0,025 |
±0,05 |
+0,075 |
|
|
|
|
|
-0,15 |
10 |
18 |
18 30
30 180
± 0 ,0 1 |
±0,05 |
± 0 ,1 |
+ 0 ,1 |
|
|
|
- 0 , 2 |
± 0 ,0 1 |
±0,05 |
±0,15 |
+0,15 |
|
|
|
- 0 ,3 |
± 0 ,0 2 |
± 0 ,1 |
± 0 ,2 |
+ 0,3 |
|
|
|
- 0 ,4 |
180 |
260 |
± 0 ,0 2 |
± 0 ,1 |
-0,25 |
+ 0,4 |
|
|
|
|
|
- 0 , 6 |
По величине допускаемых отклонений от сферической формы (овальность, гранность), разноразмерное™ в одной партии и шероховатости поверхности в зависимости от диа метра шарики условно разделяются на 9 степеней точности
(табл. 2).
Следует отметить, что для сборки подшипников применя ются шарики групп В, П, Н и не ниже III степени точности.
Шарики должны быть термически обработаны: диаметром до 45 м м — до твердости HRC = 62—66, диаметром более
45 мм — до твердости HRC = 60—66.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ШАРИКОВ ПО КЛАССАМ |
11 |
Таблица 2
Допускаемые отклонения от сферической формы
|
|
|
Допускаемая |
Допускаемая |
|
Степень |
диаметры |
шариков, мм |
овальность |
разноразмер- |
|
точности |
и гранность |
ность |
|||
шариков |
|
|
в партии |
||
|
ДО |
|
|
||
|
более |
мкм, |
не более |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
0 ,2 |
0 ,8 |
3 |
0 ,1 |
0 ,2 |
|
3 |
6 |
0,15 |
0,3 |
||
|
|||||
0,1 |
0 ,8 |
3 |
0,15 |
0,3 |
|
3 |
6 |
0 ,2 |
0,4 |
||
|
|||||
0 |
0 ,8 |
6 |
0,25 |
0,5 |
|
3 |
30 |
0,4 |
0 ,8 |
||
|
|||||
I |
0 ,8 |
30 |
0,5 |
1 |
|
30 |
50 |
0 ,8 |
1,5 |
||
|
|||||
|
0 ,8 |
30 |
1 |
2 |
|
II |
30 |
50 |
1,5 |
3 |
|
|
50 |
80 |
2 |
4 |
|
|
0 ,8 |
30 |
1,5 |
3 |
|
III |
30 |
50 |
2 |
4 |
|
|
50 |
80 |
2,5 |
5 |
|
|
0 ,8 |
30 |
2,5 |
5 |
|
|
30 |
50 |
3 |
6 |
|
IV |
50 |
80 |
4 |
8 |
|
80 |
120 |
10 |
20 |
||
|
|||||
|
120 |
180 |
15 |
30 |
|
|
180 |
260 |
25 |
50 |
Класс чистоты поверхности по ГОСТу 2789-59,
не ниже
в
13
12
11
10
9
12 |
ГЛ. 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШАРИКОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ |
|
||||
|
|
|
|
Продолжение табл. 2 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
0,8 |
30 |
5 |
10 |
|
|
|
30 |
50 |
8 |
16 |
9 |
|
|
50 |
80 |
10 |
20 |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
80 |
120 |
20 |
40 |
|
|
|
120 |
180 |
30 |
60 |
8 |
|
|
180 |
260 |
50 |
100 |
|
|
|
0,8 |
30 |
25 |
50 |
|
|
|
30 |
50 |
40 |
80 |
|
|
VI |
50 |
80 |
60 |
120 |
8 |
|
80 |
120 |
80 |
160 |
|||
|
|
|||||
|
120 |
180 |
100 |
200 |
|
|
|
180 |
260 |
125 |
250 |
|
|
Для проверки качества изготовления шарики диаметром от 3 до 45 мм подвергаются испытанию на разрушающую нагруз ку, минимально допустимые значения которой для указанного диапазона шариков совместно со схемой разрушения пред ставлены на рис. 1. По требованию заказчика шарики диамет ром более 45 мм должны подвергаться испытанию на сжатие,
которое производится между стальными |
подушками |
твер |
достью HRC = 58—63 со сферическими углублениями |
с вы |
|
держкой под нагрузкой в течние 30 сек. |
Шарики подверга |
|
ются сжатию в трех взаимоперпендикулярных направлениях, и изменения их диаметров под действием нагрузки не должно превышать величины, указанные в табл. 3.
Потребитель имеет право производить контрольную про верку качества шариков, применяя методы испытаний, преду смотренные ГОСТом 3722—60, которыми также пользуются в процессе изготовления.
Овальность — это разность между наибольшими Дтах и наименьшими ДтгТ1 диаметральными размерами (рис. 2 ,а).
Овальность шариков измеряется между плоскостью и изме рительным стержнем прибора, перпендикулярным к ней, или между опорной точкой и измерительным стержнем прибора,
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ШАРИКОВ ПО КЛАССАМ |
13 |
Таблица 3
Изменение диаметров под действием нагрузки при сжатии
•
Диаметр шарика, мм |
50,8 |
60 |
76,2 |
100 |
101,6 |
152,4 |
203,2 |
||
Нагрузка, |
тс |
8 |
10 |
15 |
25 |
25 |
50 |
80 |
|
Разница |
в |
размерах |
|
|
|
|
|
|
|
диаметров шариков, из |
|
|
|
|
|
|
|
||
меренных |
до |
и после |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
6 |
10 |
сжатия, мкм, не более |
|||||||||
Рис. 1. Минимально допустимые значения величины разрушающей нагрузки шариков.
ось которого проходит через опорную точку (двухточечное измерение). При измерении овальности шарик вращают во круг его осей под измерительным стержнем прибора, следя за его показаниями.
Гранность — отклонение от сферической формы, обнару живаемое при трехточечном измерении (рис. 2,6). Гранность шариков диаметром более 3 мм измеряется в призме с углом 60° под измерительным стержнем прибора (трехточечное из мерение) при вращении шарика вокруг его осей.
Разноразмерность — это разность между наибольшим Дтах и наименьшим Дты из всех диаметральных размеров в одной партии шариков, полученная при их измерении в любых диа
14 |
ГЛ. 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШАРИКОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ |
метральных сечениях (рис. 2, в). Диаметр шариков, а следова тельно, и их разноразмерность измеряются так же, как и
овальность.
Шероховатость поверхности определяется ее микрогеомет рией, критериями оценки которой служат следующие пара метры:
Рис. 2. Отклонения от сферической формы:
а — овальность; б — гранность; в — разноразмерность 'шариков.
1) среднее арифметическое отклонение профиля Ra, опре деляемое по значениям базовой длины /, координаты точки и количеству точек измеренного профиля от средней линии;
2) высота неровностей Rz, определяемая как |
среднее рас |
|
стояние между находящимися в пределах базовой |
длины |
|
5 высшими точками выступов и 5 низшими точками |
впадин, |
|
измеренное от линии, параллельной средней линии. |
ГОСТу |
|
Шероховатость поверхности оценивается |
по |
|
2789—59, устанавливающему 14 классов чистоты поверхности, которым при определенных базовых длинах должны соответ ствовать максимальные числовые значения среднего арифмети ческого отклонения профиля Ra или высоты неровностей Rz
(табл.4).
§ 2. |
КЛАССИФИКАЦИЯ |
ШАРИКОВ ПО КЛАССАМ |
15 |
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
Классы чистоты поверхности |
|
||
Классы чистоты , |
Среднее арифмети |
Высота неров |
Базовая |
|
ческое отклонение |
||||
поверхности |
ностей Rz, мкм |
длина 1, мм |
||
профиля Ra , мкм |
||||
1 |
80 |
320 |
8 |
|
2 |
40 |
160 |
8 |
|
3 |
20 |
80 |
8 |
|
4 |
10 |
40 |
2,5 |
|
5 |
5 |
20 |
2,5 |
|
6 |
2,5 |
10 |
0 ,8 |
|
7 |
1,25 |
6,3 |
0 ,8 |
|
8 |
0,63 |
3,2 |
0 ,8 |
|
9 |
о",32 |
1,6 |
0,25 |
|
10 |
0,16 |
0 ,8 |
0,25 |
|
11 |
0,08 |
0,4 |
0,25 |
|
12 |
0,04 |
0 ,2 |
0,25 |
|
13 |
0 ,0 2 |
0 ,1 |
0,08 |
|
14 |
0,01 |
0,05 |
0,08 |
|
Следует отметить, что для классов чистоты б—12 основной
является шкала R a, а |
для классов чистоты 1—5 и 13—14— |
шкала R z приведенной |
табл. 4. Классы чистоты поверхности, |
начиная с 6-го, распределяются по разрядам, которым соот ветствуют величины Ra и Rz, приведенные в табл. 5.
Для измерения высоты микронеровностей существует мно го различных приборов — оптических, механических, электро магнитных и др. Очень часто эти измерения производятся при борами, которые записывают колебания иглы при движении ее по шероховатости, создавая профилограмм^. Прибор, по зволяющий регистрировать высоту неровностей только визу ально, по шкале, называется профилометром. Прибор, произ водящий запись микрорельефа поверхности с большим уве личением на фотопленке или специальной бумаге, называ ется профилографом. Раньше шероховатость поверхности шариков измерялась с помощью профилометра КВ-7 (с руч ным или механическим приводом). В последние годы для этой цели применяются английские приборы «Талесурф».
16 ГЛ. 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШАРИКОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
Распределение классов чистоты поверхности по разрядам |
|
||||
|
Среднее арифметическое |
Высота неровностей |
||||
|
отклонение профиля Ra, мкм |
|
R Z ' м к м |
|
||
Классы чистоты |
|
Разряды |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
а |
б |
В |
а |
б |
В |
6 |
2,5 |
2,0 |
1,6 |
10 |
8 |
_ |
7 |
1,25 |
1,0 |
0,8 |
6,3 |
5 |
4 |
8 |
0,63 |
0,5 |
0,4 |
3,2 |
2,5 |
2 |
9 |
0,32 |
0,25 |
0,2 |
1,6 |
1,25 |
1 |
10 |
0,16 |
0,125 |
0,1 |
0,8 |
0,63 |
0,5 |
11 |
0,08 |
0,063 |
0,05 |
0,4 |
0,32 |
0,25 |
12 |
0,04 |
0,032 |
0,025 |
0,2 |
0,16 |
0,125 |
13 |
0,02 |
0,016 |
0,012 |
0,1 |
0,08 |
0,063 |
14 |
0,01 |
0,008 |
0,006 |
0,05 |
0,04 |
0,032 |
К числу приборов для определения шероховатости поверх ности без механического ощупывания иглой, основанных на оптических методах измерения, относится двойной микроскоп
Линника типа МИС-11 с диапазоном |
измерения от 1,6 |
до |
40 мкм. Для измерения поверхностных |
микронеровностей |
до |
1 мкм применяется интерферометр Линника, основанный |
на |
|
принципе интерференции света. |
|
|
Полученные по показаниям измерительных приборов зна чения гранности, овальности, разноразмерности и шерохова тости поверхности шариков не должны превышать величин, указанных в табл. 2.
Впоследнее время проведены работы по исследованию образования на шариках таких погрешностей формы, как вол нистость, которая имеет трехмерный пространственный харак тер и представляет собой «сферические лыски», напомина
ющие закономерное сочетание бугорков — «холмиков» — и округлых впадин.
Внастоящее время волнистость на шариках как параметр погрешности формы ГОСТом не регламентируется, однако в
ближайшее время и этот параметр, видимо, будет контролиро ваться.
Для проверки качества изготовления определяется твер
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ШАРИКОВ ПО КЛАССАМ |
17 |
дость шариков. У шариков диаметром от 4,76 до 10 мм она проверяется в 3 точках, а более 10 мм — в 5. Твердость шари ков диаметром менее 4,76 мм проверяется по виду излома на соответствие специально установленному эталону. При опреде лении твердости шариков диаметром от 4,76 до 15,1 мм на при боре Роквелла по шкале С вводится поправка твердости в зависимости от кривизны поверхности, которая по данным ГОСТа 3722—60 приведена в табл. 6.
Таблица 6
Поправка к твердости, измеренной по поверхности шариков |
|
|||||||||||
|
, |
на приборе Роквелла (шкала С) |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Твердость на сферической поверхности |
|
|
|||||||
Диаметры |
56 |
57 |
58 |
59 |
60 |
61 |
62 |
‘ 63 |
64 |
65 |
66 |
|
шариков, мм |
||||||||||||
|
Величины, |
которые необходимо прибавлять к полученным |
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
значениям твердости |
|
|
|
|
|||
4,763 |
4,5 |
4,5 |
4 |
4 |
4 |
3,5 |
3,5 |
3 |
_ |
_ |
_ |
|
5,556 |
4 |
4 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
3 |
3 |
2,5 |
— |
— |
— |
|
6,350 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2,5 |
— |
— |
— |
|
7,144 |
— |
3 |
3 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2 |
2 |
2 |
— |
|
7,938 |
- |
3 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2 |
2 |
2 |
1,5 |
1,5 |
— |
|
8,731 |
— |
— |
2,5 |
2,5 |
2 |
2 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1 |
1 |
|
9,525 |
— |
— |
2 |
2 |
2 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1 |
1 |
1 |
|
10,319 |
— |
— |
2 |
2 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1 |
1 |
1 |
0,5 |
|
11,113 |
— |
— |
2 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1 |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
11,906 |
— |
— |
— |
1,5 |
1,5 |
1 |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
|
12,700 |
— |
— |
— |
1,5 |
1 |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0 |
|
13,494 |
— |
— |
— |
1,5 |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0 |
0 |
|
14,288 |
— |
— |
— |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
|
15,081 |
— |
— |
— |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
|
Шлифовочные пятна вторичной закалки и вторичного от пуска, а также штрихи вторичной закалки (так называемые «глазковые и штриховые ожоги») выявляются методом холод ного травления в водном растворе азотной кислоты (содер жание кислоты 14—28 г/л).
Шлифовочные штрихи, полосы и пятна вторичной закалки при травлении имеют вид резко очерченных светлц a^jxuфйхов ,
2 Л. А. Олендер |
на' "НО-л |
|
б а б ЛИО .Ь |
'■.чг г-г;
18 |
ГЛ. 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШАРИКОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ |
|
полос и пятен с темной оторочкой (рис. 3, а, б, в) , шлифовоч ные полосы и пятна вторичного отпуска — четко выраженных темных полос округлой или вытянутой формы, изображенных
на рис. 3, г, д.
Шарики, на которых после травления выявлены четко очер ченные пятна вторичной закалки или вторичного отпуска, не соответствуют требованиям ГОСТа 3722—60.
S |
г |
д |
Рис. 3. Виды «ожогов», |
встречающиеся |
на шариках: |
а — штрихи, б — полосы, в — пя?на вторичной |
закалки, г — по |
|
лосы, д — пятна вторичного отпуска.
Следует отметить, что согласно данным ВНИИПП на ша риках допускается наличие штрихов вторичного отпуска и за калки, не превышающих по ширине 0,2 мм.
«Ожоги» возникают в результате высокой концентрации теплоты в малых объемах металла и представляют собой мест ные глубокие изменения микроструктуры стали. Для устра нения возможности возникновения «ожогов» на шариках необходимо уменьшить тепловой эффект при шлифовании и до водке. При этом чем выше теплопроводность стали, из кото рой изготовлена обрабатываемая деталь, тем меньше вероят ность возникновения «ожогов». Следует отметить, что разная травимость поверхности шариков, на которой имеются «ожо ги», объясняется тем, что в зоне «ожога» структура представ ляет собой мартенсит закалки, в то время как структура остальной поверхности — мартенсит отпуска.
После окончательного контроля шарики подвергаются
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ШАРИКОВ ПО КЛАССАМ |
19 |
установленному на данном предприятии методу |
консервации |
и упаковываются россыпью, поразмерно в кассеты, |
бидоны или |
малогабаритные ящики в том случае, если они предназначе ны для собственного внутризаводского потребления.
Шарики, предназначенные для внешних потребителей, со гласно ГОСТу 3722—60, после развеса и консервации упако вываются в коробки, выложенные влагонепроницаемой бума гой, а затем в стандартные ящики, вес которых с упакованны ми шариками не должен превышать 50 кг. Ящики после забив ки должны быть ошинованы по поперечным краям стальной полоской.
Допускается упаковывать в один ящик коробки с шарика ми, одинаковыми по диаметру и степени точности, но разных групп. При этом шарики диаметром от 20 до 50 мм можно упа ковывать в ящик завернутыми во влагонепроницаемую бума гу, без коробок.
Коробки с шариками упаковываются в ящик плотно, чтобы при транспортировании они не перемещались. Пустоты между коробками и стенками ящика заполняются битумированной или парафинированной бумагой.
В каждый'ящик вкладывается карта качества, в которой указывается наименование завода-изготовителя, наименова ние детали, наибольший действительный диаметр шарика в миллиметрах, степень точности шариков, их количество в шту ках или вес, дата выпуска, номер ГОСТа, которому соответ ствуют шарики.
Коробки с уложенными шариками должны быть оклеены бандеролью установленного образца. На бандероли указы вается наименование завода-изготовителя, обозначение шари ков, их количество или вес, дата выпуска и номер ГОСТа, ко торому соответствуют шарики.
На ящики наносится наименование или товарный знак завода-изготовителя, обозначение шариков, вес их с тарой, номер ГОСТа, которому соответствуют изготовленные шарики. При надобности на ящиках делаются надписи «Верх» и «Не бросать».
Предусмотренная консервация при условии соблюдения правил хранения должна гарантировать шарики от коррозии на срок не менее 12 месяцев, а в обоснованных случаях, по спе циальным требованиям потребителей, даже до 24 месяцев и более.
Многолетний опыт производства показывает, что соблюде ние и выполнение всех указанных требований обеспечивает стабильный выпуск качественной продукции, не вызывающей претензий (рекламаций) у потребителей.
2*