CS212911B1

CS212911B1 - Method of measuring the cross radius and deviations of the transverse form of running courses of roll bearings rings

Info

Publication number: CS212911B1
Application number: CS303180A
Authority: CS
Inventors: Leos Vaclavik
Original assignee: Leos Vaclavik
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1982-03-26

Description

Vynález se týká způsobu měření příčného poloměru a úchylek příčného tvaru oběžných drah vnějších a vnitřních kroužků kuličkových ložisek od jejich ideálního profilu.The present invention relates to a method for measuring the cross-sectional radius and cross-section deviations of the raceways of the outer and inner rings of the ball bearings from their ideal profile.

TJ kuličkových ložisek je příčný poloměr oběžných drah parametrem prvořadé funkční důležitosti, ovlivňujícím jak základní dynamickou únosnost, tak mezní otáčky. Dosavadní technicky nejdokonalejší způsob měření příčného poloměru oběžných drah spočívá v porovnání měřeného příčného poloměru oběžných drah s kruhovým pohybem přesného vřetene. Přesné vřeteno unáší obvykle Indukční snímač krátkýeh zdvihů, jehož signál se po úpravě á zesílení přivádí na lineární zapisovač ke grafickému záznamu. Základním předpokladem měření je, aby osa přesného vřetene procházela středem měřeného poloměru oběžné dráhy. Toto netavení ee provádí ruční mechanickou manipulací tak, že se obvykle dvěma na sebe kolmými mikrometrickýml posuvy postupně koriguje vzájemná poloha osy přesného vřetene a součásti v rovině měřeného řezu. Toto ustavení je nutno provádět s výšší přesností, než je požadovaná přesnost měření příčného poloměru oběžné dráhy. Kriterium ustavení je grafický záznam, který pro případ ideálního průchodu osy přesného vřetene středem měřeného poloměru oběžné dráhy mé tvar přímky rovnoběžné s podélnou osou záznamového papíru zapisovače. Pokud nemá měřená oběžná dráha ideální geometrický tvar, obdrží seTJ ball bearings are the transverse radius of raceways a parameter of paramount functional importance, affecting both the basic dynamic load rating and the limit speed. The most technically sophisticated way of measuring the transverse radius of raceways is to compare the measured transverse radius of raceway with the circular movement of the precision spindle. The precision spindle is usually carried by the short-stroke inductive transducer whose signal, after adjustment and amplification, is applied to the linear recorder for graphical recording. The basic prerequisite for the measurement is that the axis of the precision spindle passes through the center of the measured orbit radius. This non-melting is performed by manual mechanical manipulation such that the relative position of the precision spindle axis and the component in the plane of the measured section is gradually corrected by two perpendicular micrometric feeds. This alignment must be made with a higher accuracy than the required accuracy of the transverse orbit radius measurement. The alignment criterion is a graphical record which, in the event of an ideal passage of the precision spindle axis through the center of the radius of the orbit measured, has the shape of a line parallel to the longitudinal axis of the recording paper. If the orbit measured does not have an ideal geometric shape, it is received

212 911212 911

212 911 I záznam odchylek od ideálního tvaru jako radiálně zvětšený průběh ae střední Sárou opět rovnoběžnou s podélnou obou záznamového papíru. Následuje zjištění absolutní velikosti poloměru nastaveného v soustavě přesné vřeteno - snímač, o které je doeud známo pouze to, že je totožná a poloměrem na měřené součásti. Absolutní velikost poloměru ae určí najetím snímače na etalon délky, například koncovou měrku, přičemž se najíždí na dvě protilehlá strany etalonu. Najeti ae provede výkyvem vřetene ee snímačem dotýkajícím ae etalonu, přiSemž zvratný bod tohoto pohybu je na záznamovém papíru v úrovni střední čáry provedeného záznamu odchylek. Posuv etalonu mezi oběma najetími musí mít možnost mikrometrického odečtu, který spolu s délkou etalonu slouží k výpočtu absolutní velikos ti poloměru.212 911 I record deviations from the ideal shape as a radially enlarged course and with the middle Sarah again parallel to the longitudinal of both recording paper. The following is the absolute magnitude of the radius set in the precision spindle-sensor system, which is only known to be the same and the radius on the part being measured. The absolute magnitude of the radius ae is determined by approaching the transducer on a length standard, for example an end gauge, approaching two opposite sides of the standard. Approaching is performed by the spindle oscillation ee by the sensor touching the ae standard, while the turning point of this movement is on the recording paper at the midline of the performed deviation recording. The displacement of the standard between the two approaches must be capable of micrometric reading, which, together with the length of the standard, is used to calculate the absolute size of the radius.

Nevýhodou tohoto dosud používaného způsobu je, že vyžaduje dva velmi přesná mechanické komplety. Jeou to přesné vřeteno a dvoueouřadnicový stůl a mlkrometrickými posuvy a odečty, jejichž přesnost přímo limituje přesnost měření. Ustavení součásti u dosavadního zařízení Je pracné a vyžaduje dlouhodobou zkuěenost. Rovněž zjištění absolutní hodnoty poloměru je pracné. Způsob měřeni příčného poloměru oběžné dráhy na dosavadních zařízeních je vhodný pouze pro laboratorní měření a patří k nejnáročnějěím postupům v oboru valivých ložisek.The disadvantage of this method used so far is that it requires two very precise mechanical sets. It is a precision spindle and a two-coordinate table, with mlrometric feeds and readings whose accuracy directly limits the accuracy of the measurement. Alignment of components with existing equipment It is laborious and requires long-term experience. Also finding the absolute value of the radius is laborious. The method of measuring the transverse radius of the orbit on prior art devices is suitable only for laboratory measurements and is one of the most demanding rolling bearings.

Uvedená nevýhody odstraňuje ve značná míře způsob měření příčného poloměru a úchylek příčného tvaru oběžných drah vnějších a vnitřních kroužků kuličkových ložisek od jejich ideálního profilu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že so při měřeni snímají trajektorie nebo množiny diskrétních bodů trajektorii relativního rovinného pohybu měřená a snímáJící součásti. Snímející součást kruhového průřezu v měřeném řezu o známém poloměru menších než jo příčný poloměr měřené oběžné dráhy a současně větěím než jedna desetina příčného poloměru měřené oběžná dráhy so měřeného povrchu dotýká a zároveň so v měřeném řezu po měřeném povrchu pohybuje. Další podstatou je, žo snímání se provádí na měřená součásti nebo na celcích a ní pevně spojených nebo na součásti snímající nebo na ealoleh a ní pevně apojenýoh anebo současně na součásti měřená 1 snímající nebo na celcích a nimi pevně apojenýoh. Další podstata spočívá v tom, že ae souřadnice bodů sejmutá trajektorie zpracovávají numericky, přičemž základem zpracování jo proklad kruhovým obloukem.These disadvantages are largely eliminated by the method of measuring the transverse radius and lateral deviations of the raceways of the outer and inner rings of the ball bearings from their ideal profile according to the invention. and sensing components. The sensing part of the circular cross-section in the measured cross-section with a known radius smaller than the transverse radius of the measured orbit and more than one tenth of the transverse radius of the measured orbit touches the measured surface while moving along the measured surface. Another principle is that the sensing is carried out on the parts to be measured or on the parts fixed and connected thereto, or on the parts to be picked up or unreliable, and at the same time on the parts to be measured or on the parts that are fixed and connected thereto. Another principle is that the coordinates of the points are processed numerically, the basis of the processing being an interleaving with a circular arc.

Na přiloženém výkrese je schematicky znázorněno příkladné provedení způsobu podle vynálezu, kdo obr. 1 představuje jedno kinematické uspořádání a obr. 2 další kinematické uspořádání.The accompanying drawing shows schematically an exemplary embodiment of the method according to the invention, who in FIG. 1 represents one kinematic arrangement and in FIG. 2 another kinematic arrangement.

Při kinematickém uspořádání podle obr. 1 jo měřená součást MS. například kroužek ložiska, a měřenou oběžnou drahou t’ o neznámém poloměru R, nehybná. Snímající součást SS. kterou jo v tomto případě koalo se středem S a o známém poloměru R^, vykonává rovin ný pohyb, jehož pravoúhlé složky <_ag a ý_flB jsou snímány snímači IS-X a IS-Y. přičemž snímájíoí součást SS jev trvalém dotyku s měřenou oběžnou drahou t* měřené součástiIn the kinematic arrangement of FIG. for example, the bearing ring, and the measured raceway t 'of unknown radius R, immovable. SS sensing component. jo which in this case is centered koala S and a known radius R, performs planes relative movement of whose rectangular ingredients <ý _AG and _FLB are sensed by sensors X and IS-IS-Y. wherein the sensing component SS senses a continuous contact with the measured orbit of the measured component

212 911 a pohybuje se po ní z výchozího bodu A do koncového bodu B. Střed S koule opíše při tomto pohybu trajektorii t, která je ekvidistantou měřeného tvaru, tedy obloukem o poloměru R^., který Je rozdílem neznámého poloměru R měřené oběžné dráhy t ‘ a známého poloměru koule k. Trajektorie t je trajektorií rovinného relativního pohybu snímající a měřené součásti, zůstává proto beze změny i pro různá jiné kinematická uspořádání. Funkčně rovnocenné je například neznézorněné uspořádání s nehybnou snímající součástí a spohyblivou měřenou součástí, na níž jsou v tomto případě snímány pravoúhlé složky rovinného pohybu. Možné je i další kinematické uspořádání znázorněné na obr. 2, kde snímající součást SS i měřená součást MS jsou pohyblivé. Měřená součást MS vykonává přímočarý pohyb ve směru Xjjg, který je snímán snímačem ISr-X a snímající součást SS vykonává přímočarý pohyb ve směru y_gs, který je snímán snímačem IS-Y. přičemž snímající součást SS je opět trvale ve styku s měřenou oběžnou drahou t měřené součásti MS a bod dotyku se přesouvá z výchozího bodu A do koncového bodu Β. V tomto případě, kdy jsou pohyblivé jak měřené součást MS tak snímající součást SS, musí být směry přímočarého pohybu a Ygg na sebe kolmé a na každé součásti je snímána jedna složka vzájemného rovinného pohybu.212 911 and moves along it from the starting point A to the ending point B. In this movement, the center S of the sphere describes the trajectory t, which is the equidistant of the measured shape, ie an arc of radius R.. The trajectory t is the trajectory of the plane relative motion of the sensing and measuring component, and therefore remains unchanged for various other kinematic arrangements. Functionally equivalent is, for example, an arrangement (not shown) with a stationary sensing component and a movable measuring component on which in this case the rectangular components of the plane motion are sensed. A further kinematic arrangement as shown in Fig. 2 is possible, wherein the sensing component SS and the measured component MS are movable. The measured component MS performs a linear motion in the direction Xjjg, which is sensed by the sensor ISr-X, and the sensing component SS performs a linear motion in the direction y _gs , which is sensed by the sensor IS-Y. whereby the sensing component SS is again in continuous contact with the measured orbit t of the measured component MS and the contact point moves from the starting point A to the ending point Β. In this case, where both the measured component MS and the sensing component SS are movable, the directions of linear motion and Ygg must be perpendicular to each other and one component of relative planar motion is sensed on each component.

Odchylky příčného tvaru jsou v polární projekci přeneseny na trajektorii t, radiálně zůstávají nezkresleny. Odchylky o malé vlnové délce a drsnost jsou koulí mechanicky filtrovány. Je-li použito koule o průměru totožném s koulemi předepsanými k montáži . do ložiska, jehož kroužek je měřen, potom rozlišovací schopnost na odchylky tvaru co se týká vlnové délky mé přímou návaznost na negativní vliv těchto odchylek na funkci ložiska. Mechanická filtrace vystihuje snižující se důležitost odchylek se zmenšující se délkou vliv· Odchylky tvaru ovlivňují rozložení kontaktního tlaku, drsnost a odchylky o malé vlnové délce ovlivňují mazání a jsou měřeny samostatně.Transverse shape deviations are transmitted to the trajectory t in the polar projection and remain undistorted radially. Deviations of low wavelength and roughness are mechanically filtered by the sphere. If a ball with a diameter identical to that prescribed for mounting is used. to the bearing whose ring is measured, then the resolution to shape deviations in terms of wavelengths is directly related to the negative effect of these deviations on the bearing function. Mechanical filtration reflects the decreasing importance of deviations with decreasing length influence · Shape deviations affect contact pressure distribution, roughness and small wavelength deviations affect lubrication and are measured separately.

Trajektorie £ je snímána jako rovinný pohyb o pravoúhlých složkách například dvěma na sebe kolmými elektroinduktivními snímači délky IS-X. IS-Y. Výstup každého ze snímačů délky IS-X. IS-Y je analogovým vyjádřením Jedné souřadnice. Tyto signály se zpracovávají s výhodou digitálně, přičemž výsledkem zpracování je proklad trajektorie t kruhovým obloukem. Poloměr tohoto proloženého oblouku umožňuje určit hledaný poloměr oběžné dráhy R = R^ + R^. Rozdíl mezi skutečným průběhem trajektorie t a proloženým obloukem je průběh odchylek příčného tvaru oběžné dráhy. Při vyhodnocování je vhodné použít mikroprocesoru nebo mikropočítače.The trajectory 6 is sensed as a plane motion of rectangular components, for example, by two perpendicular electro-inductive transducers of length IS-X. IS-Y. Output of each IS-X length sensor. IS-Y is an analogous expression of One Coordinate. These signals are preferably digitally processed, the result of which is a circular arc interleaving t. The radius of this intersected arc allows to determine the radius of the orbit R = R ^ + R ^. The difference between the actual trajectory t and the intersected arc is the deviation of the orbit of the orbit. It is advisable to use a microprocessor or microcomputers for the evaluation.

Způsob měření příčného poloměru a úchylek příčného tvaru oběžných drah kuličkových ložisek podle vynálezu nevyžaduje žádné velmi přesné mechanické celky, jejichž přesnost přímo ovlivňuje přesnost měření a nevyžaduje také žádný definovaný pohyb a přesné ustavování měřené součásti. Popsaný způsob měření příčného poloměru využívá technicky i ekonomicky ověřených indukčních snímačů krátkých zdvihů. Způsob měření příčného poloměru podle vynálezu umožňuje dílenskou formu měření, nenáročnou na obsluhu.The method of measuring the transverse radius and cross-section deviations of the ball bearing raceways of the present invention does not require any very precise mechanical units whose accuracy directly affects the accuracy of the measurement and also requires no defined movement and precise alignment of the measured component. The described transverse radius measurement method utilizes technically and economically proven short-stroke inductive sensors. The transverse radius measurement method according to the invention allows a workshop form of measurement that is easy to operate.

Claims

Method for measuring the cross-sectional radius and cross-section deviations of ball bearing raceways from their ideal profile, characterized by sensing trajectories or a plurality of discrete points of trajectories of relative planar motion of the measuring and sensing component, a known radius smaller than the transverse radius of the measured raceway and at the same time greater than one tenth of the transverse radius of the measured raceway touches the measured surface while moving along the measured surface in the measured cross-section.

Measurement method according to claim 1, characterized in that the sensing is carried out on the measured component or on its fixed components or on its sensing components or on its fixed components or simultaneously on the measured and sensing components or on its fixed components / on it .

3. A method according to claim 1, wherein the coordinates of the points of the removed trajectory are processed numerically, the base of the processing being a circular arc interleaving.