DE3602162A1

DE3602162A1 - Device for measuring the axial bearing clearance on assembly-ready antifriction (rolling-contact, rolling) bearings, and an associated measuring method

Info

Publication number: DE3602162A1
Application number: DE19863602162
Authority: DE
Inventors: Gerhard 4018 Langenfeld Wistuba
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1986-10-09

Abstract

In choosing specific bearings with regard to the axial play, the users of axially loadable antifriction bearings of differing design have so far been dependent on manufacturers data, or have had (which is impossible, in practice), to disassemble the bearings and determine the axial play by measuring the individual parts and applying computational approaches. However, knowledge of the axial play is important in many designs in order to achieve an optimum service life of the machine as a whole. Consequently, I am proposing a measuring device and measurement method by means of which it is possible to determine the axial bearing clearance of different types of antifriction bearing in a simple and cost-effective way on the finished bearing. For this purpose, the outer ring of the bearing is fixed and the inner ring is subjected to a defined test force. The inner ring is then lightly touched by the sensor of a mobile, but fixable dial gauge (or other mechanical or electric measuring instrument). The test weight is removed from the inner ring and the inner ring is deflected upwards by a rocker which is subjected to a test force (likewise defined). The difference in the display between the two extreme positions is the axial bearing clearance. The measurement conditions are to be fixed in the interests of reproducibility and comparability of the measured values.

Description

Vorrichtung zur Messung des axialen Lagerspiels an montierfertigenDevice for measuring the axial bearing play ready for assembly

Walzlagern und zugehöriges Messverfahren Die am häufigsten eingesetzten Wälzlager, die Rillenkugellager, eignen sich auf Grund ihrer Geometrie auch für die Verwendung als Axiallager. Pendelrollenlager und zweireihige Schragkugellager sind ebenfalls ohne, Pendelkugellager und Tonnenlager sind mit Einschränkung für den Gebrauch als Axiallager einsetzbar. Die aufgeführten Lager weisen jedoch gegenüber anderen axial belastbaren Lagern eine Besonderheit auf: Bei ihnen ist die Belastung aus beiden axialen Richtungen moglich. Rolling bearings and associated measuring methods The most commonly used Rolling bearings, the deep groove ball bearings, are also suitable for use as a thrust bearing. Spherical roller bearings and double row angular contact ball bearings are also without, self-aligning ball bearings and barrel bearings are restricted for can be used as a thrust bearing. However, the listed camps point opposite other axially loadable bearings have a special feature: They are the load possible from both axial directions.

Ein wesentliches Kriterium für die Beurteilung der Dauerhaltbarkeit von Wälzlagern ist das axiale Lagerspiel. Großes axiales Lagerspiel kann, insbesondere bei dynamisch beanspruchten Lagern, zu hohen Spitzenlasten führen, die den Walzkörper brinellartig in die Laufbahn drücken. Zu kleines Lagerspiel kann, insbesondere wenn das Lager auf einen Sitz oder in ein Gehäuse gepresst wird, zu frühzeitigem Ausfall durch Grübchenbildung oder thermische Oberbeanspruchung führen. Zudem ist die Kenntnis des axialen Spiels ein brauchbares Maß für die Klassifizierung und Beureilung der Fertigungsgenauigkeit und der Konstanz der Fertigung, da es von vielen Einflußfaktoren abhängig ist, z.B. vom Walzkõrperdurchmesser, den Radien der Innen- und Außenringprofile und vom Axialschlag der Ringe.An essential criterion for assessing durability of rolling bearings is the axial bearing play. Large axial bearing play can, in particular with dynamically stressed bearings, lead to high peak loads that affect the rolling elements Press like a brinell into the track. If the bearing clearance is too small, especially if the bearing is pressed onto a seat or into a housing, leading to premature failure caused by pitting or excessive thermal stress. In addition, the knowledge the axial play a useful measure for the classification and adjustment of the Manufacturing accuracy and the constancy of manufacturing, as there are many influencing factors depends, e.g. on the roll body diameter, the radii of the inner and outer ring profiles and the axial run-out of the rings.

Auf Grund der vielfaltigen Anwendungen von Walzlagern in verschiedenen Bereichen und den damit verbundenen unterschiedlichen Anforderungen (hohe Präzision in der Feinmechanik, hohe Belastungen im Turbinen- und Schwermaschinenbau hohe Lebensdauererwartungen im Druckmaschinenbau u.s.w.) und der quantitativ enormen Verwendung von Wälzlagern (ca. 5 bis 8 Mio Stück täglich in der Bundesrepublik) lassen sich leicht weitere Anwendungsgebiete für ein Meßgerät zur Bestimmung des axialen Lagerspiels an Wälzlagern aus der Praxis ableiten.Due to the wide variety of applications of roller bearings in different Areas and the different requirements associated with them (high precision in precision mechanics, high loads in turbine and heavy machinery construction, high service life expectations in printing machine construction etc.) and the enormous quantitative use of roller bearings (approx. 5 to 8 million pieces daily in the Federal Republic) can easily be more Areas of application for a measuring device for determining the axial bearing play on roller bearings derive from practice.

Die Bestimmung des axialen Lagerspiels erfolgte bisher lediglich über rechnerische Ansatze, bei denen die Kenntnis von Größen erforderlich ist, die nur durch Herstellerangaben zugänglich sind, bzw. am kompletten Lager nicht mehr messbar sind. Einige Herjsteller geben zwar Werte für das axiale Lagerspiel ihrer Erzeugnisse an, doch wäre es im Sinne einer qualitativen Weiterentwicklung sicher wunschenswert, wenn diese durch den Benutzer nachprufbar wären.The determination of the axial bearing play has so far only taken place via computational approaches that only require knowledge of quantities are accessible through manufacturer information, or can no longer be measured on the entire warehouse are. Some manufacturers give values for the axial bearing play of their products on, but it would certainly be desirable in terms of a qualitative further development, if this could be verified by the user.

Die Kriterien, die ich mir bei der Ronzeption des Meßgerätes gestellt habe, waren im wesentlichen folgende: Eine universelle Einsetzbarkeit für möglichst viele verschiedene Lagerdurchmesser und -breiten, einfache Handhabung um gröbere Meßfehler durch falsche Bedienung auszuschließen, einfache Herstellung ohne die Entwicklung neuer Meßgeräte, d.h. Rückgriff auf Meßuhren aus der Serienfertigung, reproduzierbare Meßergebnisse, d.h. vorgeschriebene Randbedingungen der Meßung.The criteria that I set for myself when I received the measuring device were essentially as follows: A universal applicability for as possible many different bearing diameters and widths, easy handling for larger ones Eliminate measurement errors due to incorrect operation, easy production without the Development of new measuring devices, i.e. use of dial gauges from series production, reproducible measurement results, i.e. prescribed boundary conditions for the measurement.

Beschreibung der Meßeinrichtung In einen Metallklotz sind kreisrunde, treppenförmig angeordnete Aussparungen angeordnet, deren Durchmesser unwesentlich großer sind als die handelsublichen Wälzlager. In der Zeichnung sind das die Durchmesser von 35 bis 72 mm. In einer Richtung wird der Block durchbrochen, um einen Durchgang für die Wippe zu schaffen. Der Durchbruch wird von einer Lasche überbrückt, auf der ein Stander befestigt ist. Auf diesem Ständer ist eine Zahnstange angebracht, die in Verbindung mit einem Schnecken- und einem Verstellrad die Höhenverstellung der Traverse bildet. Der zweite Ständer, sowie die Rückseite des ersten sind genutet und gewährleisten in Verbindung mit den Federn an der Traverse eine parallellaufende Hõhenverstellung. Die Haltevorrichtung ist in Langsrichtung genutet. Description of the measuring device In a metal block are circular, Stepped recesses arranged, the diameter of which is insignificant are larger than the commercially available roller bearings. In the drawing these are the diameters from 35 to 72 mm. The block is broken in one direction to create a passage to create for the seesaw. The breakthrough is bridged by a tab which is attached to a stand. A rack is attached to this stand, which, in conjunction with a worm wheel and an adjusting wheel, adjusts the height the traverse forms. The second stand and the back of the first are grooved and, in conjunction with the springs on the crossbeam, ensure a parallel movement Height adjustment. The holding device is grooved in the longitudinal direction.

In dieser Nut steckt die Meßuhr, die demontierbar ist und an der der Traverse zugewandten Unterseite einen großeren Durchmesser aufweist, so dap die MeDuhr in der hilt stecken bleibt. Die Querverstellung bleibt durch eine von oben befestigte Kontermutter gewährleistet.The dial gauge, which can be dismantled and attached to the Traverse facing underside has a larger diameter having, so that the medical watch gets stuck in the hilt. The transverse adjustment remains through a Lock nut fastened from above guaranteed.

Meßbedingungen Es können die üblichen Meßbedingungen übernommen werden: Die Lager sind vor der Meßung von anhaftendem Fett und Konservierungsmitteln zu befreien. Dazu sollte Waschbenzin mit einem Zusatz von 3 % Maschinenöl oder säurefreies Petroleum verwendet werden, nicht aber reines Benzin. Nach der Messung ist das Lager sofort wieder einzuölen. Die Bezugstemperatur beträgt 20 °C, Lager und Meßgerät )müssen die gleiche Temperatur haben und vor Handwärme geschützt werden. Measurement conditions The usual measurement conditions can be used: The bearings are to be closed before the measurement of adhering fat and preservatives to free. This should be done with white spirit with an addition of 3% machine oil or acid-free Petroleum can be used, but not pure gasoline. After the measurement is the warehouse to be oiled again immediately. The reference temperature is 20 ° C, bearing and measuring device ) must have the same temperature and be protected from hand heat.

Handhabung des MeBgerãts und Durchführung der Messung Das zu prüfende Lager wird auf die dem Durchmesser entsprechende Stufe gelegt. Der Innenring des Lagers wird mit einem vorgeschriebenen Prüfgewicht beaufschlagt, das die eine Extremlage festlegt, ohne in Ring oder Wälzkörper wesentliche Spannungen zu verursachen. Der Außenring wird durch ein weiteres Gewicht fixiert. Die Meßuhr wird durch Verstellen der Traverse in Höhe und Seitenrichtung so eingestellt, dap der Meßfühler durch Berührung des Innenrings nur unwesentlich eingefedert wird. Die Stellung der Anzeige auf der Meßuhr wird als Nullpunkt festgelegt. Das innere Prüfgewicht wird entfernt und statt dessen ein vorgeschriebenes Gewicht an der Halterung der Wippe angebracht. Dieses Gewicht sorgt für die erforderliche Prüfkraft und kompensiert das Eigengewicht des Innenrings. Handling of the measuring device and carrying out the measurement The thing to be tested The bearing is placed on the step corresponding to the diameter. The inner ring of the A prescribed test weight is applied to the bearing, which is one extreme position without causing significant stresses in the ring or rolling element. Of the The outer ring is fixed by another weight. The dial gauge is adjusted by adjusting of the crossbeam adjusted in height and lateral direction so that the sensor through Touching the inner ring is only slightly deflected. The position of the display on the dial gauge is set as the zero point. The inner test weight is removed and instead a prescribed weight is attached to the bracket of the rocker. This weight provides the necessary test force and compensates for the dead weight of the inner ring.

Geeignete Prufkrãfte sind bereits für andere Verfahren vorgeschlagen und können hier übernommen werden. Die erforderliche Masse zur Auslenkung des Innenrings nach "oben" und die daraus resultierende Kraft, die durch einen kugelig gelagerten, austauschbaren Teller eingeleitet wird, errechnet sich wie folgt: P = Prüfkraft (Kraft a. Innenr.) (P + E) y E = Eigengewicht d. Innenrings m= ---------g x y = Hebelarm "Tellerseite" x = Hebelarm "Gewichtseite" g = Erdbeschleunigung (Das System Teller-Wippe sei austariert) Die durch die Prüfkraft verursachte Auslenkung in eine obere Extremlage verändert die Anzeige der Meßuhr. Für die erforderliche Betätigungskraft der Meßuhr ist der Prüfkraft ein Anteil zuzuschlagen. Aus der Anzeigedifferenz ermittelt man das axiale Lagerspiel an dieser Stelle. Da das Meßergebnis davon abhängig ist, an welcher Stelle des Lagers, im Verhältnis zu den Wälzkörpern, gemessen wird, sollten mehrere Messungen auf dem Umfang durchgeführt werden.Suitable test personnel have already been suggested for other procedures and can be taken over here. The mass required to deflect the inner ring to "up" and the resulting force, which is generated by a spherically mounted, interchangeable Plate is introduced is calculated as follows: P = test force (force a. Inner no.) (P + E) y E = dead weight d. Inner ring m = --------- g x y = lever arm "plate side" x = lever arm "weight side" g = acceleration due to gravity (Das The plate-rocker system is balanced) The deflection caused by the test force in an upper extreme position the display of the dial gauge changes. For the required The actuating force of the dial gauge is to be added to the test force. From the display difference the axial bearing play is determined at this point. Since the measurement result depends on it is the point at which the bearing is measured in relation to the rolling elements, several measurements should be made on the perimeter.

Folgende Großen werden zur Beurteilung des axialen Lagerspiels vorgeschlagen: 1.) aisx = rostes gemessenes Ax.-spiel 2.) am i n = kleinstes " " = mittleres Lagerspiel (n = Anzahl der Messungen) Bei Messungen an verschiedenen Lagergrõßen ist das System Wippe-Teller so zu ersetzen, daß der Tellerdurchmesser etwa dem mittleren Innenringdurchmesser entspricht. Die kugelige Lagerung des Tellers soll eine vertikale Krafteinleitung gewährleisten. Die Wippe ist so zu dimensionieren, daß der Hebel während des Vorganges etwa waagerecht bleibt. Damit soll verhindert werden, daß die Drehwinkel des Hebels um sein Lager groß werden und zu große Abweichungen der ermittelten Prüfkraft auftreten. (Die effektive Prüfkraft sinkt proportional mit dem Cosinus des Drehwinkels); - Leerseite -The following values are suggested for assessing the axial bearing play: 1.) aisx = rust measured axial play 2.) am in = smallest "" = mean bearing clearance (n = number of measurements) When taking measurements on different bearing sizes, the rocker-plate system must be replaced so that the plate diameter roughly corresponds to the mean inner ring diameter. The spherical mounting of the plate should ensure a vertical application of force. The rocker is to be dimensioned so that the lever remains approximately horizontal during the process. This is to prevent the angle of rotation of the lever around its bearing from becoming large and excessive deviations in the determined test force occurring. (The effective test force decreases proportionally with the cosine of the angle of rotation); - blank page -

Claims

Claims 1. Device for measuring the axial layer play on ready-to-assemble (i.e. completely assembled) rolling bearings, characterized by cre, that the difference between two extreme positions of a bearing ring is measured.

2. Device and method according to claim 1, characterized in that that the extreme positions are generated by defined test forces.

3. Device and method according to claim 1 and 2, characterized in that that the deflection is generated by means of a test force via a rocker.