CS215922B1

CS215922B1 - Bearing test apparatus, in particular roller and needle bearings

Info

Publication number: CS215922B1
Application number: CS911079A
Authority: CS
Inventors: Jiri Rathusky
Original assignee: Rathousky Jiri
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1982-10-29

Abstract

Vynález se týká zkušebního zařízení pro ložiska, zejména válečková a jehlová, vhodného pro ověřování jejich spolehlivosti, provozních parametrů a podobné. Zkušební zařízení sestává z frémy, s otočným hřídelem, s úložnými pouzdry a vymezovacími kroužky, dále z ústrojí pro vyvozování radiální zátěžné síly. Podstata vynálezu spočívá v tom, že hřídel je opatřen tvarovou plochou, která je ve styku s protiplochou odpovídajícího tvaru vytvořenou na dílu otočné uloženém alespoň v jednom ložisku, které je spojeno s čelní stěnou frémy axiálně nehybně a radiálně suvně.The invention relates to a testing device for bearings, especially roller and needle bearings, suitable for verifying their reliability, operating parameters and the like. The testing device consists of a frame, with a rotating shaft, with bearing bushes and spacer rings, and also of a device for applying a radial load force. The essence of the invention lies in the fact that the shaft is provided with a shaped surface which is in contact with a correspondingly shaped counter-surface formed on a rotating part mounted in at least one bearing which is connected to the front wall of the frame in an axially fixed and radially sliding manner.

Description

Vynález ee týká zkušebního zařízení pro ložiska, zejména válečková a jehlová, vhodného k ověřování jejich spolehlivosti, provozních parametrů a podobně.The invention relates to a test device for bearings, in particular roller and needle, suitable for verifying their reliability, operating parameters and the like.

Radiální valivá ložiska se zkouší na zkušebních stanicích, ve kterých jsou ložiska upnuta vnitřními kroužky na otáčejícím se společném hřídeli. Vnější kroužky jsou upnuty v pouzdrech vložených do otvorů frémy. Na ložiska je vyvozována radiální zátěžná síla. Použitím výměnného příslušenství, t.j. pouzder a hřídelů různých průměrů je možné na jedné zkušební stanici zkoušet více typů a velikostí ložisek, přičemž i počet současně zkoušených ložisek může být různý. Zkouší se zpravidla čtyři nebo tři ložiska. Radiální zátěžná síla působí přes pouzdro na jedno nebo dvě ložiska a hřídelem je přenášena na ložiska (ložisko) zbývající.Radial roller bearings are tested at test stations in which the bearings are clamped by internal rings on a rotating common shaft. The outer rings are clamped in bushings inserted into the openings of the frame. Radial load forces are applied to the bearings. By using replaceable accessories, i.e. bushings and shafts of different diameters, it is possible to test several types and sizes of bearings at one test station, and the number of simultaneously tested bearings can be different. Four or three bearings are generally tested. The radial load force is applied through the bushing to one or two bearings and is transmitted by the shaft to the remaining bearings (bearing).

Při zkoušce válečkových ložisek typu N a NU je hřídel axiálně volný a vlivem šroubujících sil soustavy otáčejících se a zatížených zkoušených ložisek dochází k jeho posuvu. Vznik šroubujíoích sil je vyvolán vlivem výrobních tolerancí a tolerancí uložení. Na současných zkušebních stanioíoh typu RAH-D je posuvu hřídele v jednom směru zamezeno náhonovým vřeteníkem a spojkou, která se opře o hřídel náhonového vřeteníku, který je uložen v pomocných ložiskách zaohycujíoích radiální i axiální síly. Posuvu hřídele v opačném směru je zamezeno kluzným axiálním ložiskem tvořeným kuličkou uloženou v čele hřídele v jeho ose a kluznou rovinnou plochou víka frémy. V provozu zkušební stanice dochází poměrně ryohle k postupnému odírání těchto kluzných ploch, což má za následek posuv hřídele a změnu oběžných drah ložisek. Při větších šroubujících silách dochází k zadření ložisek a poruchou vynucenému přerušení zkoušky. Navíc vzniklý kovový otěr může vniknout do zkoušených ložisek a poškodit je. Uvedenými faktory je nepříznivě ovlivněna nebo dokonce znehodnocena zkouška ložisek na zkušební stanici.During the testing of cylindrical roller bearings of type N and NU, the shaft is axially free and due to the screwing forces of the system of rotating and loaded test bearings, it is displaced. The occurrence of screwing forces is due to manufacturing and bearing tolerances. On the current RAH-D type test stands, the feed of the shaft in one direction is prevented by the drive headstock and the clutch, which is supported by the drive headstock shaft, which is mounted in the auxiliary bearings accommodating both radial and axial forces. The movement of the shaft in the opposite direction is prevented by a sliding thrust bearing formed by a ball mounted in the shaft face in its axis and by a sliding planar surface of the cover of the frame. In operation of the test station, these sliding surfaces gradually rub off relatively rapidly, resulting in a shaft shift and a change in the raceway of the bearings. With larger screwing forces, the bearings become seized and the test is interrupted. In addition, metal abrasion can penetrate and damage the bearings. These factors adversely affect or even impair the bearing test at the test station.

Z uvedených důvodů se pro zkoušky axiálně volnýoh valivých ložisek někdy používá uspořádání s delším hřídelem a širším krajním pouzdrem, kde je uloženo jedno kuličkové ložisko, které zachyouje pouze axiální síly. Toto uspořádání vyžaduje výrobu nových hřídelů a pouzder včetně dalších vymezovacíoh kroužků a matic použitelných pouze pro ložiska typu NU a NJ. Tím se zvyšují náklady na zkoušku zejména potřebou výrobních kapaolt, materiálu, skladovacích prostorů, složitější organizací práce, zpracování výrobní dokumentace a pod. Další nevýhodou je, že všechna ložiska pracují v jednom prostoru a mazivem mohou být přeneseny produkty otěru z ložiska zachycujícího axiální síly do funkčních ploch zkoušených ložisek a tímto ložiskem je dále zvyšována teplota soustavy, zejména v blízkosti uloženého zkoušeného ložiska, což zejména u zkoušek, kde je teplota kritériem pro vyhodnocení zkoušky, například zkouška mezní frekvence otáčení, způsobuje zkreslení výsledku zkoušky.For this reason, a long shaft and wider outer bushing arrangement is sometimes used for axially free rolling bearing tests, where one ball bearing is accommodated, which only accommodates axial forces. This arrangement requires the manufacture of new shafts and bushings, including additional spacer rings and nuts applicable only to NU and NJ bearings. This increases the cost of the test mainly by the need for production capsules, material, storage space, more complex work organization, processing of production documentation, etc. A further disadvantage is that all bearings work in one space and grease can transfer abrasion products from the axial force bearing to the functional surfaces of the test bearings and further increase the temperature of the system, especially near the stored test bearing, especially in tests where the temperature is a criterion for the evaluation of the test, for example the limit of rotation test, causing the test result to be distorted.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zkušební zařízení sestávající z frémy, s otočným hřídelem, s úložnými pouzdry a vymezovacími kroužky, z ústrojí pro vyvozování otáčivého pohybu hřídele a ze zatežovacího ústrojí pro vyvozování radiální zátěžné síly, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že hřídel je opatřen tvarovou ploohou, jež je ve styku s protiploohou odpovídajícího tvaru vytvořenou na dílu otočně uloženém alespoň v jednom ložisku, které je spojeno s čelní stěnou frémy axiálně nehybně a radiálně suvně. Dalěí podstatou je, že hřídel je s dílem spojen rozebíratelně upínacím prvkem. Dalěí pod2The aforementioned drawbacks are eliminated by a test device comprising a rotating shaft, a rotating shaft, bearing housings and spacers, a rotational movement device and a radial load applying device according to the invention, which is characterized in that the shaft is provided with a shaped surface which is in contact with a counter-position of the corresponding shape formed on a part rotatably mounted in at least one bearing, which is connected to the front wall of the fremen axially and radially in a sliding manner. Another principle is that the shaft is releasably connected to the workpiece by a clamping element. Dalěí pod2

215 922 stata vynálezu spočívá v tom, že ložisko je spojeno s čelní stěnou frémy prostřednictvím pouzdra.215 922 of the invention is characterized in that the bearing is connected to the front wall of the frame by means of a housing.

Zařízení podle vynálezu umožňuje axiální zajištění otáčejícího se hřídele s upnutými vnitřními kroužky axiálně volných valivých ložisek, zejména válečkových, ložisek typu NU, N a jehlových ložisek. Pro jednu zkušební hlavici je pro oelý zkoušený rozsah ložisek tře ba pouze jedno zařízení, pomocí kterého je možno zkoušet po jeho zabudování více velikostí uvedených typů valivých ložisek při použití standartního výměnného příslušenství pouzí váného pro ložiska, která svou konstrukcí zajišťují sama o sobě axiální vedení hřídele.The device according to the invention permits axial securing of the rotating shaft with clamped inner rings of axially free roller bearings, in particular cylindrical, NU, N type bearings and needle bearings. For one test head, only one device is required for a large range of bearings to be tested, after having installed several sizes of the specified types of rolling bearings using standard replaceable accessories used for bearings, which by their design provide axial shaft guidance .

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na výkreseoh, kde na obr. 1 je znázorněn nárysný řez zařízení podle vynálezu a na obr. 2 nárysný řez dalším možným al ternativním provedením zařízení.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a front view of a device according to the invention and Fig. 2 shows a front view of another possible alternative embodiment of the device.

Ve frémě £ zkušebního zařízení na obr. 1 jsou uložena výměnná pouzdra 25 a zatěžovací výměnné pouzdro 26. V těchto výměnných pouzdrech 25. 26 jsou uloženy vnější kroužky zkoušených ložisek 12., axiálně polohované vnějšími vymezovacími kroužky 24 a kolíky 14. Vnitřní kroužky zkoušených ložisek 12 jsou upnuty na hřídeli £, na kterém jsou axiálně polohovány vnitřními vymezovacími kroužky 15. maticí 16 a nákružkem hřídele £. Hřídel £ je opatřen na jednom cele drážkou, v níž je vložena plochá spojka 17 zasahující do drážky vytvořené na čele pomocného hřídele 18. Tím je hřídel £ prostřednictvím ploché spojky 17 spojen s pomocným hřídelem 18. Na pomocném hřídeli 18 je upnuta řemenice 19. Pomocný hřídel 18 je uložen v pomocných ložiskách 20 nesených tělesem vřeteníku 21. které je uzavřeno víkem 22. Teleso vřeteníku 21 je uchyceno na frému £. Prémou £ prochází zátšžný čep 23 spočívající na zatěžovacím výměnném pouzdru 26. Na druhém čele hřídele £ je vytvořena tvarová plocha 2, která je ve styku s odpovídající protiplochou £ vytvořenou na dílu £ otočně uloženém alespoň v jednom ložisku £. Tvarová plocha 2 je v tomto případě kuželová, může však mít i jiný tvar jako například konvexní, konkávní nebo válcový. Ložisko £ může být valivé nebo kluzné. Vnitřní nebo vnější oběžná dráha může být rovněž vytvořena přímo na dílu £. Ložisko £ je uspořádáno axiálně nehybně a radiálně suvně v čelní stěně 6 frémy £, s výhodou prostřednictvím pouzdra 8, příruby £ a stavěcího členu 11. Čelní stěna 6 je vytvořena na frémě £ nebo na výměnném pouzdru 25 a může být vyjímatelná. Alternativní provedení zkušebního zařízení na obr. 2 se vcelku shoduje s výše popsaným. Rozdíl je v tom, že v drážce vytvořené na jednom čele hřídele £ je vložena spojka pro přenášení otáčivého pohybu na hřídel £ z nezakresleného náhonu. Další rozdíl spočívá v tom, že hřídel £ je s dílem £ spojen rozebíratelně upínacím prvkem 10, s výhodou prostřednictvím příložky 13 a vnitřního kroužku ložiska £. U jiného možného provedení může být hřídel £ spojen rozebíratelně s vnitřním kroužkem ložiska £. Za účelem omezení přestupu tepla mohou být vyjímatelná čelní stěna 6 frémy £ případně díl £ zhotoveny z materiálu vykazujícího nižší tepelnou vodivost, například ze sklotextitu, texgumoidu apod.In the frame 4 of the test apparatus of FIG. 1, the replaceable bushings 25 and the load replaceable bushing 26 are housed. In these replaceable bushings 25. 26, the outer rings of the test bearings 12, axially positioned by the outer spacer rings 24 and the pins 14 are mounted. 12 are clamped on a shaft 6 on which they are axially positioned by the inner spacer rings 15 by a nut 16 and a shaft shoulder 6. The shaft 4 is provided with a groove in one cell, in which a flat coupling 17 extending into a groove formed on the face of the auxiliary shaft 18 is inserted. In this way, the shaft 6 is connected to the auxiliary shaft 18 via a flat coupling 17. the shaft 18 is mounted in auxiliary bearings 20 carried by the headstock body 21 which is closed by the cover 22. The headstock body 21 is mounted on the frame 6. The pivot 23 is supported by a load pin 23 resting on a load-exchange sleeve 26. A second surface of the shaft 4 is formed with a shaped surface 2 which is in contact with a corresponding counter surface 5 formed on a part 6 rotatably mounted in at least one bearing 6. The shape surface 2 is conical in this case, but it may also have another shape such as convex, concave or cylindrical. The bearing 6 can be rolling or sliding. The inner or outer raceway may also be formed directly on the part 6. The bearing 4 is disposed axially stationary and radially slidable in the front wall 6 of the frame 6, preferably by means of the sleeve 8, the flange 8 and the adjusting member 11. The front wall 6 is formed on the frame 8 or on the replaceable sleeve 25 and can be removable. The alternative embodiment of the test apparatus shown in FIG. 2 generally coincides with that described above. The difference is that in a groove formed on one face of the shaft 6 a coupling is inserted for transmitting the rotary movement to the shaft 6 from a non-illustrated drive. A further difference is that the shaft 6 is connected to the workpiece 6 in a detachable manner by a clamping element 10, preferably by means of a shim 13 and an inner race of the bearing 6. In another possible embodiment, the shaft 6 can be detachably connected to the inner race of the bearing 6. In order to limit the heat transfer, the removable face 6 of the frame 4 or the piece 6 can be made of a material having a lower thermal conductivity, for example glass fiber, texgumoid and the like.

Působením kroutícího momentu nezakresleného náhonu na řemetíici 19 nebo spojku hřídele £ je způsobeno otáčení hřídele £ a zkoušených ložisek 12. která jsou radiálně zatížená silou P, vyvíjenou na zátšžný čep 23 nezakresleným zatěžovacím systémem.Applying the torque of a non-plotted drive to the shaft 19 or the shaft clutch 19 causes rotation of the shaft 6 and the test bearings 12 which are radially loaded by a force P exerted on the pivot 23 by a non-plotted load system.

Působí-li šroubující síla proti ploché spojce 17. je axiálnímu posuvu hřídele £ za215 922 mezeno spojkou 17. pomocným hřídelem 18. pomocným ložiskem 20. víkem 22. tělesem vřeteníku 21 a frémou £.If the screwing force is applied against the flat coupling 17, the axial displacement of the shaft 541-22222 is limited by the coupling 17 by the auxiliary shaft 18 by the auxiliary bearing 20 by the cap 22 of the headstock body 21 and the frame 6.

Působí-li Šroubující síla opačným směrem, dojde prostředniotvím tvarové plochy 2 hří dele £ a protiploohy £ dílu £ k nastavení souososti ložiska £ s hřídelem £, dále k přenosu otáčivého pohybu hřídele £ na ložisko £ ^a zamezení axiálního posuvu hřídele £ dílem £, ložiskem 2t přírubou 2 ^a Belní stěnou 6 frémy £. Stavěcím členem ££, v tomto případě výměnným kroužkem, je možno nastavit požadovanou polohu hřídele £.If the screwing force acts in the opposite direction, the shaft surface 2 and the counterparts 4 of the part 4 adjust the alignment of the bearing 4 with the shaft 6, the shaft is rotated to the bearing 6 ^{and the} axial displacement of the shaft 4 is prevented. 2t the flange 2 ^{and the} wall 6 of the frame 6. By means of the adjusting member 60, in this case a replaceable ring, the desired position of the shaft 60 can be set.

U alternativního provedení zařízení dle obr. 2 se upínacím prvkem 10 dosáhne trvalého styku tvarové plochy 2 hřídele £ a protiploohy £ dílu £, čímž dojde k nastavení souososti a pevnému spojení ložiska 2 ⁸ hřídelem £. Ložisko £ umožňuje otáčení hřídele £ i je ho případný posuv ve směru působení zátěžné síly P následkem pružných deformací, zejména zkoušených ložisek 12 a současně společně s trnem £, příložkou 13. upínacím prvkem £0, přírubou £, pouzdrem 8 a frémou £ zamezuje axiálnímu posuvu hřídele v obou směrech.In the alternative embodiment of the device according to FIG. 2, the clamping element 10 achieves permanent contact between the shaft 2 surface and the counter-position 4 of the part 6, thereby adjusting the alignment and the fixed connection of the bearing ^{28 with the} shaft ⁶ . The bearing 8 allows the rotation of the shaft 8 and its possible displacement in the direction of the loading force P due to elastic deformations, in particular of the tested bearings 12, and together with the pin 8, the shim 13, the clamping element 60, the flange 8, the sleeve 8 and Shaft feed in both directions.

Zkušební zařízení podle vynálezu je možno využívat ke zkouškám axiálně volných ložisek zejména valivýeh za teohnicky i ekonomicky výhodných podmínek jako doplňující příslušenství stávajících, popř, nových zkušebních stanic.The test device according to the invention can be used for testing axially free bearings, in particular rolling bearings under theological and economically advantageous conditions, as a supplementary equipment for existing or new test stations.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A bearing testing device, in particular a roller and needle, consisting of a frame, a rotating shaft, bearing housings and spacers, a rotary motion exerting device and a load applying a radial load force, characterized in that the shaft ( 1) is provided with a shaped surface (2) which is in contact with a counter-draft (3) of corresponding shape formed on a part <4 '> rotatably supported in at least one bearing (5) which is connected to the front wall (6) (7) axially stationary and radially sliding.

Testing device according to Claim 1, characterized in that the shaft (1) is detachably connected to the part (4) by a clamping element (10).

Testing device according to Claim 1, characterized in that the bearing (5) is connected to the end wall (6) of the fringe (7) by means of a housing (8),