SE525303C2 - En metod för åstadkommande av förbättrade rullkontaktytor - Google Patents

Description

25 30 35 525 30-3 2 fördjupningarna åstadkommes på ett kontrollerat sätt, och detta har åstadkommits genom att metoden har genomförts i enlighet med de metodsteg, som definieras i bifogade patentkrav 1.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer att beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade ritningarna, som på ett schematiskt sätt illustrerar tillverkningsmetoden i enlighet med uppfinningen och ett exempel på en rullkontaktyta framställd i enlighet med metoden.

Fig. 1 illustrerar schematiskt tillverkningsmetoden enligt uppfinningen, och Fig. 2 är en perspektivvy av en rullkontaktyta tillverkad i enlighet med metoden.

Fig. 3 är en vy uppifrån, som visar ett exempel på en av mikrofickorna i kontaktytan, och Fig. 4 är en tvärsnittsvy av mikrofickan enligt Fig. 3, men visad i större skala.

Beskrivning av det föredragna utförandet Lagerringarna maskinbearbetas med hjälp av hårdsvarvning, vilket är en nu använd bearbetningsmetod för sådan tillverkning, och vilket är en svarvningsoperation som utföres på material, som har en hårdhet, som erfordras för den slutgiltiga rullnings- lagerapplikationen. Denna hårdhet kan uppnås genom specialbehandling av det ursprungligen mjukare materialet eller alternativt vara inneboende i materialet, såsom i keramik. En sådan hårdsvarvningsoperation tillåter betydligt högre flexibilitet i ringtillverkning jämfört med tidigare tillverkningsmetoder. Efter slutskäret vid sådan svarvning användes en efterföljande finbearbetning, för att avlägsna den ursprungliga svarvspårsstrukturen på ett sådant mjukt bearbetningssätt att de vid hårdsvarvnings- Vmetoden alstrade mikrofickorna bibehålles. Sådana operationer kan vara t.ex. hög- glanspolering; hening, elektrokemisk bearbetning i kombination med hening.

Fig. 1 illustrerar på ett mycket schematiskt sätt principen för framställning av en förbättrad rullkontaktyta i enlighet med uppfinningen, varvid det visas en sektion av en lagerring 1, vilken i det illustrerade utföringsexemplet har en sfärisk inre löpbana 10 15 20 25 30 35 3 525 03 3 2. Formen hos löpbanan är emellertid inte kritisk för uppfinningen och löpbanan kan ha andra tvärsnittsformer än den som visas.

Hårdsvarningsmaskinen illustreras enbart som ett hårdsvarvningsverktyg, innefattande en verktygshållare 3 och ett svarvskär 4, som på ett inte närmare illustrerat, allmänt känt sätt, förflyttas över ytan som skall hårdsvarvas, vilken yta samtidigt roterar. Organ för matning av 'svarvskäret 4 vid denna vanliga bearbetnings- operation är inte illustrerade, då sådana organ är allmänt kända.

Verktygshållaren 3 påverkas emellertid av ett påverkningsdon 5, vilket är anpassat att på verktygshållaren och därmed på svarvskäret 4, pålägga en kontrollerad vibration i en riktning, som illustreras med pilen A i Fig. 1.

Genom att noggrant synkronisera skärparametrarna, såsom matningshastlghet, rotationshastighet och vibrationsfrekvens är det möjligt att generera förbättrade lageregenskaper genom att i de hårdsvarvade ytorna åstadkomma godtyckliga mikro- fickor, vilka har en orientering i rullarnas rullningsriktning. Efter en efterföljande lätt bearbetningsoperation kommer rullkontaktytorna att ge förbättrade lift-off- och smörjningsegenskaper.

Beroende på naturen av vibrationen eller svarvskärets rörelse i längsriktningen för spetsen på svarvskäret, kommer de små fördjupningarna som bildas i ytan att ha en huvudsakligen elliptisk ytterkant med storaxeln orienterad huvudsakligen i samma riktning som axeln för rullen som rullar över ytan, d.v.s. med dess storaxel tvärs mot rullningsriktningen för rullen.

Denna orientering av fördjupningarna eller fickorna av mikrostorlek är mycket fördelaktiga för lift-off- och smörjningsegenskaperna hos ett lager, som har en rullkontaktyta med en sådan topografi, eftersom kanterna hos dessa mikrofickor under överrullning av rullarna, kommer att vara utsatta för en elastisk mikro- deformation, som medför att en extra, mindre mängd av smörjmedlet, som finns i mikrofickorna, pressas ut och matas in i kontaktområdet som en elasto- hydrodynamisk smörjfilm. Med sådana ovala eller elliptiska fickor eller fördjupningar orienterade med deras storaxlar i rullarnas rullningsriktning, kommer det mesta av smörjmedlet som finns i varje ficka att drivas ut vid den första överrullningen av en rulle, eftersom smörjmedlet, som utsättes för ett tryck med hjälp av den mikro- elastiska deformationen, i det fallet inte skulle möta något sådant hinder, som bildas 1D 15 20 25 525 303 4 av de jämförelsevis branta längskanterna hos mikrofickorna, utan i stället av de lätt lutande ändkanterna däri.

I Fig. 1 visas i en perspektiwy ett utföringsexempel av utseendet hos sådana fördjupningar eller mikrofickor 6, formade i rullkontaktytan 2 hos en Iöpring 1, sedd endast som en plan materialsektion. Beroende på den metod, som användes för att åstadkomma denna yttopografi, är det möjligt att på ett kontrollerat sätt åstadkomma ett godtyckligt fördelat antal sådana mikrofickor 6, vilka har förmåga att innehålla smörjmedel och att driva ut mindre mängder av det smörjmedlet när ytan med dess mikrofickor överrullas av en rullkropp i ett lager, och där formen hos varje ficka 6 är oval eller elliptisk med storaxeln hos fördjupningen placerad tvärs mot rullnings- riktningen RD för rullkroppen.

Skärparametrarna; matningshastighet, rotationshastighet och vibrationsfrekvens och -amplitud för hårdsvarvningsoperationen synkroniseras så att den medelvinkel, som bildas mellan väggen för fördjupningen 6 och dess skärning med det närliggande partiet av rullkontaktytan är mindre än 5°.

I Fig. 3 illustreras ett exempel på en mikroflcka 6 i en vy från ovan, och i vilken man klart kan se att dess lillaxel a är mycket kortare än storaxeln b, och att storaxeln är placerad huvudsakligen vinkelrätt mot rullningsriktningen RD för rullkropparna.

Fig. 4 vilket är en sektion genom kontaktytan 2, visar i större skala en mikroficka 6, och illustrerar den maximala vinkeln hos fickkanten sett i rullriktningen RD.

Uppfinningen är inte begränsad till de utföringsexempel, som illustrerats och beskrivits, utan modifikationer och varianter är möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (3)

10 15 20 25 30 35 525 505 PATENTKRAV

1. En metod för åstadkommande av förbättrade rullkontaktytor, i synnerhet kontaktytor i rullningslagerkomponenter såsom ringar eller rullkroppar, innefattande följande metodsteg: att anordna en komponent (1) till ett rullningslager, att utsätta en yta hos rullningslagerkomponenten (1) för en hårdsvarvningsoperation, för att med hjälp av ett hårdsvarvningsverktyg (4) forma en rullnings- eller glidnings- kontaktyta (2) på komponenten, och att utsätta den hårdsvarvade ytan (2) för en finbearbetningsoperation för att avlägsna den ursprungliga svarvspårsstrukturen på ett sådant lätt maskinbearbetningssätt att de vid hårdsvarvningsprocessen bildade mikroflckorna blir kvar, kännetecknad därav, att hårdsvarvningsverktyget (4) under hårdsvarvningsoperationen utsättes för en vibration, huvudsakligen i längsriktningen för verktyget (4), att därvid på ett kontrollerat sätt i den hårdsvarvade ytan (2), före finbearbetnings- operationen, åstadkomma ett antal fördjupningar (6), vilka är huvudsakligen bågformade i tvärsnittsriktningen, och vilka fördjupningar (6) under senare drift av ett rullningslager, som har en sådan lagerkomponent, verkar för att förbättra lift-off- och smörjningsegenskaper.

2. En metod enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att skärparametrarna; matningshastighet, rotationshastighet, verktygets spetsradie och vibrationsrörelse och -am litud för hårdsvarvnin so erationen synkroniseras P . noggrant för att i den hårdsvarvade rullkontaktytan åstadkomma fördjupningar (6) i form av mikrofickor, som har en huvudsakligen oval eller elliptisk form med storaxeln hos fickan anordnad tvärs mot rullningsriktningen (RD) för en rullkropp i ett sådant lagen

3. En metod enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad därav, att skärparametrarna; matningshastighet, rotationshastighet, verktygets spetsradie och vibrationsrörelse och -amplitud för hårdsvarvningsoperationen synkroniseras på så sätt att den medelvinkel som bildas av väggen till fördjupningen (6) vid dess skärning av det närliggande partiet av rullkontaktytan (2) är mindre än 5°.