Файл: Павловский М.А. Влияние погрешностей изготовления и сборки гироприборов на их точность.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. 2 |
|
или с точностью до величин второго порядка малости |
Аіэ |
|||||||||
R"- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
АМ |
|
^R[l--^-cos2ѲК). |
|
|
|
||||
Выражение для второй цапфы, развернутой по отноше |
||||||||||
нию к первой на угол срк, будет иметь вид |
|
|
|
|||||||
|
(ЛМ) 2 |
= |
R |
l - 4 | c o s 2 ( 0 K + c p K ) J |
|
|
||||
После того, как найдены плечи |
AM |
и (АМ)2, |
по форму |
|||||||
ле (11.33) |
определим |
выражение |
для |
момента |
трения в |
|||||
опорах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М т = |
KGR |
1 |
1 |
| с о 5 2 Ѳ к - 1 |
| - с о 5 2(Ѳ,( |
+ |
фк ) |
|
Отсюда относительное приращение величины момента сил
сухого трения, |
обусловленное эллиптичностью |
А( Э |
беговых |
|||||||||
дорожек |
внутреннего |
кольца, |
равно |
|
|
|
||||||
•^щ- |
= |
- |
-^- |
ЦДи+Азэ cos2<pK)cos 2 Ѳ К - Д 2 э s i n 2ѲК sin2q>K]. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(11.39) |
Это приращение достигает |
максимального значения при |
|||||||||||
Ѳ к = Фк = |
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ДМ-, |
|
|
д І Э |
+ |
д2э |
|
(11.40) |
|
|
|
|
|
|
)тах |
|
|
AR |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
П р и м е р 4. ВЫЧИСЛИТЬ |
максимальное значение |
относительного |
||||||||||
приращения |
момента сил |
сухого |
трения, |
обусловленного |
эллиптич |
|||||||
ностью |
цапф |
при Д 1 э = |
Д 2 |
э = |
б |
мм; |
R = 3 мм. |
|
|
|||
По |
формуле |
(11.40) |
найдем |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Д М Т |
100 % = |
1,2%. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
М т |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 4. Приращение моментов трения в опорах
Общие замечания. При монтаже шарикоподшипников технологические погрешности изготовления деталей карда нового подвеса (эксцентриситет цилиндрических поверхно стей, неперпендикулярность торцов к осям соответствующих
40
отверстий, отклонение поверхности цапф и отверстий от пра вильной геометрической формы и др.) вызывают перекос наружных колец шарикоподшипников относительно внут ренних, и наоборот [57]. Очевидно, при перекосе колец про исходит линейное смещение беговой дорожки наружного кольца, относительно беговой дорожки внутреннего кольца
5
Рис. п .
шарикоподшипников. При этом изменяются величины зазо ров в шарикоподшипниках и углы контакта шариков, увеличивая реакции в шарикоподшипниках. В результате возрастают величины моментов трения.
Отметим, что при прочих равных условиях перекос на ружных колец вызывает большее приращение моментов трения, чем перекос внутренних колец относительно наруж ных, поскольку при одних и тех же углах относительного поворота колец в первом случае линейные смещения будут больше. Следовательно, угол перекоса колец шарикопод
шипников |
целесообразно приводить |
к эквивалентному |
(в смысле |
линейных смещений) углу |
поворота наружного |
кольца относительно внутреннего, или |
наоборот. |
В связи с вышеизложенным определенный интерес пред ставляет разделение технологических погрешностей на вы зывающие перекос наружных и внутренних колец.
Анализ показывает, что причиной перекоса наружных колец являются следующие погрешности.
1. Неперпендикулярность торцов к осям посадочных от верстий (рис. 11).
2.Погрешности изготовления торцов (рис. 12). Они ока зывают влияние при наличии: зазоров при посадке наруж ных колец; их упругих деформаций; погрешностей форм отверстий, которые позволяют повернуться кольцу, если даже посадка осуществлена с натягом.
3.Непараллельность осей соответствующих отверстий (рис. 11, а).
41
4.Погрешности, вызывающие поворот крышек (втулок),
вкоторые посажены наружные кольца (имеют место в гиромоторах и в цилиндрических наружных рамках).
Перекос внутренних колец относительно наружных вы зывают следующие погрешности.
1.Непересекаемость осей отверстий, предназначенных
для посадки наружных колец (рис. 13).
|
|
|
/ |
1<Я |
|
|
|
/ |
У |
|
|
|
{/ |
4 |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
/ — |
|
|
|
|
/ |
У |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
й |
|
|
|
Рис. 12. |
|
Рис. 13. |
2. Погрешности деталей, формирующих ось вращения |
||||
внутренней рамки: |
|
|
||
а) |
биение торцов гнезд |
на кожухах |
гиромоторов; |
|
б) |
неперпендику |
|
|
|
лярность торцов Л , £ |
|
|
||
полуосей |
к осям соот- |
|
|
|
ветствующих цилинд- |
| .' |
|
||
рических |
поверхнос |
|
|
|
тей (рис. |
14); |
|
|
в) погрешности фор мы цапф;
иА
Вт
Рис. |
14. |
Рис. 15. |
г) эксцентриситет отверстий |
для посадки полуосей в |
|
наружной рамке или в кожухе |
гиромотора (неперпендику |
|
лярность, |
непересекаемость). |
|
Рассмотрим более подробно перемещение деталей шари коподшипника при перекосе его колец. Относительное пере мещение беговых дорожек колец шарикоподшипника пока зано на рис. 15, а.
42
Если угол поворота наружного кольца относительно внутреннего равен ô u , то осевое смещение беговой дорожки наружного кольца
а радиальное
гн = Ra (1 - cos Ô J » / ? „ 4 - -
Аналогично при перекосе на тот же угол внутреннего коль ца получим
S B = °Ѵ^в> ra ~ ^в |
о2 |
• |
Из приведенных формул следует, что радиальное смеще ние на несколько порядков меньше осевого, так как ÔB <<£ 1.
Если потребовать, чтобы sB = sH (рис. 15, а), то угол перекоса наружного кольца будет связан с углом перекоса внутреннего кольца следующим образом:
ô„ = Ô B - | _ . |
(11.41) |
Следовательно, если в основу расчета положено осевое смещение беговых дорожек, то эквивалентный угол пере коса, приведенный к наружному кольцу, имеет вид
ô... = ôH + ô B - £ j - - |
(11.42) |
Аналогично определяют приведенный угол перекоса внут реннего кольца:
овэ = о в + о н - | і - . |
(11.43) |
Вкачестве критерия для расчета соответствующих до пусков молено принимать приведенный угол перекоса одного из колец.
Воснову расчета погрешностей, вызывающих перекос колец шарикоподшипников, можно положить неравенство
àuJRa + Дод < А0 или |
èB3RB + |
Дод < Д0 . |
(11.44) |
Здесь Дод — допустимый осевой |
люфт |
в собранной |
опоре; |
Д 0 — осевой люфт в шарикоподшипниках опоры. |
|
||
Экспериментальное исследование. Теоретическое |
опреде |
ление допустимого угла перекоса колец шарикоподшипников
43
является чрезвычайно трудоемкой и сложной задачей, по
этому проще получить необходимый |
результат эксперимен |
||||||
тально. |
|
|
|
|
|
|
|
Д л я |
выполнения |
эксперимента |
была изготовлена спе |
||||
циальная |
установка, |
на |
которой испытывались: 1) опора на |
||||
радиальных |
шарикоподшипниках |
А1000095 + |
А1000095; |
||||
2) опора |
на шарикоподшипниках |
с |
гладкой |
втулкой |
|||
А640095К + |
А640095К; |
3) опора |
на |
шарикоподшипнике |
радиальноупорном двухстороннем с четырехточечным кон тактом С186095К и шарикоподшипнике с гладкой втулкой А640095К.
В процессе опыта исследовалось влияние следующих факторов на величину допустимого угла перекоса наружных колец шарикоподшипников: величин осевых и радиальных зазоров шарикоподшипников; радиальной нагрузки; ли нейной вибрации основания при различном расположении оси опоры относительно направления вектора ускорения.
Величина момента трения |
измерялась |
методами выбега |
и маятника. |
|
|
Установка (рис. 16) работает следующим образом. Ма |
||
ховик 1 с валиком радиально |
нагружает |
испытуемые под |
шипники 2 в вертикальной плоскости и жестко фиксирует внутренние кольца подшипников в пространстве так, что
расстояние |
между |
центрами |
подшипников |
2 сохраняется |
в пределах |
(100 ± |
0,01) мм. |
Внешние кольца |
подшипников |
2 жестко фиксируются в поворотных шайбах |
3 с центровы |
|||
ми опорами |
4, относительно |
которых шайбы |
могут повора |
чиваться вместе с внешними кольцами подшипников. Центровые опоры 4 регулируются и фиксируются с по
мощью резьбовых частей. Наклон шайб 3, обусловливающий перекос колец, задается дифференциальными винтовыми механизмами 5, снабженными шкалами (на рис. 16 не показа
ны) для отсчета оборотов дифференциальных |
винтов |
14 |
||
относительно |
неподвижных |
резьбовых втулок |
15 с |
точ |
ностью до Ѵ6о |
оборота. Винт |
13 с шагом 0,8 мм |
предохра |
няется от проворачивания штифтом 12, который может
перемещаться вдоль паза неподвижной втулки |
15. |
|
|||
При одном обороте винта |
14 с шагом |
0,75 мм винт 13 |
|||
перемещается вдоль своей оси на величину |
разности |
ша |
|||
гов — 0,05 |
мм, что соответствует наклону |
шайбы 3 на |
угол |
||
15,1 • Ю - 4 |
(5,2'). Ввертыванием в корпус |
установки |
вин |
||
тов 16 достигается фиксация заданного |
винтовыми |
меха |
|||
низмами 5 |
наклона шайб 3. |
Подпятники |
6 |
предохраняют |
44
Рис. 16.
при необходимости валик с маховиком / от осевого переме щения.
Вращение маховика J создается моментом груза Ц, под вешенного на нити 5, перекинутой через блок 9. На винт 10 накладывается петля нити 8.
Д л я задания перекоса внутренних колец шарикоподшип ников относительно наружных использовалось параллель ное смещение осей по схеме рис. 13, достигаемое соответ ствующим поворотом винтов 4. Угол поворота винтов 4 из мерялся при помощи шкал с ценой деления 1 °, что позволяло
фиксировать |
линейное |
смещение винтов, соответствующее |
||||||||||||
Ѵ з в 0 части |
шага |
резьбы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Опора |
на |
шарикоподшипниках |
|
А1000095 |
+ |
А1000095 |
|||||||
|
1. |
Влияние |
перекоса |
наружных |
колец на |
приращение |
||||||||
величины |
момента трения в опоре. |
|
|
|
|
|||||||||
|
Параметры шарикоподшипников первого: Д о 1 = 0 , 0 2 4 мм, |
|||||||||||||
Д,, |
= |
0,006, 7\ |
= 3 кГ; |
второго: |
Д о 2 |
= |
0,052, |
Д,, = |
0,012, |
|||||
Д0 |
= |
1, где Д,,, |
АГг, |
Д 0 1 , |
Д 0 2 |
— осевой |
и радиальный за |
|||||||
зор |
соответственно |
первого (і |
= |
1) и второго (і = 2) шари |
коподшипников, измеренные при нагрузке 1 кГ; 7\, Т2 — усилия посадки внутренних колец первого и второго шарико подшипников.
Указанные сочетания параметров первого и второго ша рикоподшипников являются предельными в смысле возмож
ного влияния различных факторов на |
величину момента |
|||
трения. |
|
|
|
|
Допустимым был принят |
угол |
ôH перекоса |
наружных |
|
колец, при котором момент трения |
увеличивался |
на 10% по |
||
отношению к минимальному |
моменту в |
опоре. Этот угол |
||
сравнивается с углом, равным |
|
|
|
|
Ô № = 4 ° L |
( / = 1 . 2 ) , |
|
|
где Rn — радиус беговой дорожки наружного кольца.
В |
рассматриваемом случае Ra = 5,75 мм; |
ô0i = - ~ = |
||
= 41,7 • Ю - 4 (14,4'), |
бог = |
4 т - = 90,5 • Ю - 4 |
(31,2'). |
|
Введем коэффициент kA допустимого использования осе |
||||
вого |
зазора |
|
|
|
|
*д = |
-7Г- |
( ' = 1 . 2 ) . |
(11.45) |
46