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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 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

+

д

 

(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

=

1) и второго = 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