Изготовление роликов подшипника

Содержание:

1.назначение и описание изделия……………………………………...…..2

2.характеристика материала………………………………………….…….4

3.физико - механические и технологические свойства…………......…….6

4.способ термической обработки  материала………………………………9

5.оборудование для термообработки………………………………..….....10

6.список литературы……………………………………………………..…12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение и  описание изделия

Ролики могут поставляться в виде свободных деталей. Применение свободных тел качения позволяет  изготавливать экономичные бессепараторные подшипниковые узлы, способные выдерживать высокие нагрузки, но предназначенные для работы при низких скоростях вращения или колебательных движениях. Все это при условии, что сопряженные детали вращения могут выполнять роль дорожек качения, т.е. имеют тот же класс точности и ту же твердость, что и подшипниковые кольца.

 

Помимо использования  в подшипниковых узлах ролики имеют широкую область применения, например ролики, используются в шаровых  шарнирах, обгонных муфтах, в шариковых  винтах, а также в стопорных  устройствах и шаровых клапанах. Они также необходимы для проведения различных калибровочных тестов.

РОЛИКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ  

Ролики  цилиндрические  из высокоуглеродистой хромистой подшипниковой стали ШХ15.  
Ролики различаются по форме, размерам, точности и качеству поверхностей.  
В соответствии с ГОСТ6870 игольчатые ролики бывют в двух исполнениях: исполнение А - со сферическими торцами, исполнение В - с плоскими торцами.  
Цилиндрические ролики изготавливают короткие L< 2D с твердостью от 61 до 66 HRC по ГОСТ 22696 и длинные L 2D с твердостью от 60 до 65 HRC по ГОСТ 25255.  
Для снижения кромочных напряжений при несоосности посадочных мест подшипника ролики изготавливают с выпуклой образующей регламентированного радиуса.  
Из технологических соображений цилиндрические ролики диаметром свыше 10 мм обычно имеют на торцах углубление диаметром не более 0,6 диаметра ролика и глубиной не более 2 мм.  
В зависимости от точности размеров и точности формы согласно ГОСТ22696 и ГОСТ 25255 ролики изготавливаются трех степеней точности (I, II, III).  

РОЛИКИ ИГОЛЬЧАТЫЕ.

Ролики  игольчатые выпускаются трех степеней точности (2, 3, 5).  
Предельные отклонения формы игольчатых роликов соответствуют ГОСТ 6870.  
Допуски на разноразмерность по диаметру роликов зависят от степени точности ролика.  
Возможно по согласованию с потребителем изготовление роликов с предельными отклонениями h13 по длине, такие ролики в условном обозначении перед обозначением номинального диаметра и длины имеют букву К.  
В зависимости от отклонений номинального диаметра ролики одной степени точности сортируют по группам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика материала.

Марка :

ШХ15     (   другое обозначение       ШХ15-Ш     ШХ15-В   )

Заменитель:

ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ

Классификация :

Сталь конструкционная подшипниковая

Дополнение:

ШХ15 выплавлена в кислых мартеновских печах, ШХ15-Ш выплавлена методом электрошлакового переплава, ШХ15-В выплавлена в электродуговых печах с вакуумированием

Применение:

шарики диаметром до 150 мм, ролики диаметром до 23 мм, кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм, втулки плунжеров, плунжеры, нагнетательные клапаны, корпуса распылителей, ролики толкателей и другие детали, от которых  требуется высокая твердость, износостойкость  и контактная прочность.


 

 

Химический состав ШХ15

Химический элемент

%

Кремний (Si)

0.17-0.37

Медь (Cu), не более

0.25

Марганец (Mn)

0.20-0.40

Никель (Ni), не более

0.30

Фосфор (P), не более

0.027

Хром (Cr)

1.30-1.65

Сера (S), не более

0.020


 

Температура критических точек материала  ШХ15.

Ac1 = 724 ,      Ac3(Acm) = 900 ,       Ar3(Arcm) = 713 ,       Ar1 = 700 ,       Mn = 210


 

 

 

 

 

Предел  выносливости

s-1, МПа

n

sB, МПа

s0,2, МПа

Термообработка, состояние  стали

333

1Е+6

    

НВ 192. Отжиг. 

804

1Е+6

    

НВ 616. Закалка 830 С. Отпуск 150 С, масло. 

652

1Е+6

2160

1670

НВ 582-670 [87] 


Прокаливаемость

Закалка 850 °С.

Расстояние от торца, мм / HRC э

1.5

3

4.5

6

9

12

15

18

24

33

    

65,5-68,5

63-68

58,5-67,5

51,5-67

40-64

38-54

38-48,5

38-47

33-41,5

28-35,5

    

Кол-во мартенсита, %

Крит.диам. в воде, мм

Крит.диам. в масле, мм

Крит. твердость, HRCэ

50 

28-60 

9-37 

57 

90 

20-54 

6-30 

62 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физико - механические и технологические свойства.

Физические  свойства

Температура испытания, °С

20 

100 

200 

300 

400 

500 

600 

700 

800 

900 

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

211 

                  

Модуль упругости при  сдвиге кручением G, ГПа

80 

                  

Плотность, pn, кг/см3

7812 

7790 

7750 

7720 

7680 

7640 

        

Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

    

40 

  

37 

32 

        

Уд. электросопротивление (p, НОм · м)

  

390 

470 

520 

            

Температура испытания, °С

20- 100 

20- 200 

20- 300 

20- 400 

20- 500 

20- 600 

20- 700 

20- 800 

20- 900 

20- 1000 

Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)

11.9 

15.1 

15.5 

15.6 

15.7 

          

 

Механические  свойства

Термообработка, состояние  поставки

Сечение, мм

s0,2, МПа

sB, МПа

d5, %

y, %

KCU, Дж/м2

HB

HRCэ

Отжиг 800 °С, печь до 730 °С, затем до 650 °С со скоростью 10-20 град/ч, воздух. 

  

370-410 

590-410 

15-25 

35-55 

44 

179-207 

  

Закалка 810 °С, вода до 200 °С, затем масло. Отпуск 150 °С, воздух. 

30-60 

1670 

1670 

    

5 

  

62-65 


Механические  свойства в зависимости от температуры  отпуска

t отпуска, °С

s0,2, МПа

sB, МПа

d5, %

d4, %

KCU, Дж/м2

HB

HRCэ

Закалка 840 °С, масло.

200 

1960-2200 

2160-2550 

        

61-63 

              

300 

1670-1760 

2300-2450 

        

56-58 

              

400 

1270-1370 

1810-1910 

        

50-52 

              

450 

1180-1270 

1620-1710 

        

46-48 

              

Закалка 860 °С, масло.

400 

  

1570 

    

15 

480 

                

500 

1030 

1270 

8 

34 

20 

400 

                

550 

900 

1080 

8 

36 

24 

360 

                

600 

780 

930 

10 

40 

34 

325 

                

650 

690 

780 

16 

48 

54 

280 

                

Механические  свойства в зависимости от температуры  испытания

t испытания, °C

s0,2, МПа

sB, МПа

d5, %

y, %

KCU, Дж/м2

Нагрев при 1150 °С и охлаждение до температур испытаний [82]

800 

  

130 

35 

43 

                    

900 

  

88 

43 

50 

                    

1000 

  

59 

42 

50 

                    

1100 

  

39 

40 

50 

                    

Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный  и отожженный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с [81]

1000 

32 

42 

61 

100 

                    

1050 

28 

48 

62 

100 

                    

1100 

20 

29 

72 

100 

                    

1150 

17 

25 

61 

100 

                    

1200 

18 

22 

76 

100 

                    

Закалка 830 °С, масло. Отпуск 150 °С, 1,5 ч. [89]

25 

  

2550 

    

88 

                  

-25 

  

2650 

    

69 

                  

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1150, конца 800. Сечения  до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм - в яме.

Свариваемость

способ сварки - КТС.

Обрабатываемость резанием

В горячекатаном состоянии  при НВ 202 и sB = 740 МПа Ku тв.спл. = 0.90, Ku б.ст. = 0.36.

Склонность к отпускной  способности

склонна

Флокеночувствительность

чувствительна

Шлифуемость

хорошая.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способ термической обработки материала. 

Для обеспечения работоспособности  изделий шарикоподшипниковая сталь  должна обладать высокой твердостью, прочностью и контактной выносливостью. Это достигается повышением качества металла: его очисткой от неметаллических  включений и уменьшением пористости посредством использования электрошлакового или вакуумно-дугового переплава. 
          При изготовлении деталей подшипника широко используют шарикоподшипниковые (Ш) хромистые (Х) стали ШХ15(последующая цифра 15 указывает содержание хрома в десятых долях процента - 1,5 %). ШХ15СГ дополнительно легирована кремнием и марганцем для повышения прокаливаемости. Отжиг стали на твердость порядка 190 НВ обеспечивает обрабатываемость полуфабрикатов резанием и штампуемость деталей в холодном состоянии. Закалка деталей подшипника (шариков, роликов и колец) осуществляется в масле с температур 840-860 oС. Перед отпуском детали охлаждают до 20-25 oС для обеспечения стабильности их работы (за счет уменьшения количества остаточного аустенита). Отпуск стали проводят при 150-170 oС в течение 1-2 ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оборудование для термообработки

Линию отличает прежде всего конструкция высокотемпературной печи с подом из керамических роликов, которая гарантирует плавный транспорт садки. 
Преимущества роликового пода для закалки подшипниковых деталей с давна признаны так из за хороших условий обработки (гомогеннось атмосферы и температуры блогодаря оптимальной циркуляции газа между роликами и возможности помещения нагревательных элементов над и под подом) как и ограниченному энергопотреблению (отсутствие постоянного нагрева и охлаждания ленточного конвейера). К сожалению печи с металлическими роликами не обеспечают основного требования обработки прецизеонных деталей – плавного продвижения садок через печь (из за прогиба стальных роликов в повышенной температуре, особенно в зонах быстрого транспорта). Тот недостаток устроняет полностью применение керамических роликов, которых механические свойства не меняются в температуре аустенитизации.

Транспорт в печи типа Рольмод/Винстрот является  вполне определённым (неизмейчивоё взаимоположение деталей) и плавным, что в соединении с небольшим диаметром роликов (стандартные варианты диа. 50 мм/шаг 82,5 мм и 33,7 мм/65 мм) делает возможным обработку колец на очень легких поддонах а шариков/роликов 
в корзинах с сетки (тяжелое оборудование необходимое в печах с металлическии подом из за нестабильного транспорта уничтожает преимущества этой конструкции вследствие недостаточного проникания атмосферы и масла а также необходимости нагрева значительной массы корзин, что повышает энергопотребность). 
Определённый транспорт так в печи с керамическим подом как и в закалочной ванне газоплотно прикрепленной к печи, где садка погружается на элеваторе и перемещается тоже на роликовом конвейере на позицию дохлождения, предотвращает механическим повреждениям и уменшает деформации во влемя закалки до минимума.

 

Комбинация:

  • высокотемпературной печи о превосжодных эксплоатационных параметрах  
    (с газовым нагревом горелками с внутренней рекуперацией о факторе полезного действия выше 72% и очень низком уровние эмиссии или долговечными электрическими горелками, которые можна обменчть на ходу печи)
  • с легким оборудованием гарантирующим гомогенный нагрев и омывание атмосферой (отсутствие обезуглерлжения) и маслом/солью во время закалки  
    (отсутствие мягких пятн) 

 

  • высокоэффективной, многокамерной мойки (погрузительная мойка, душ, промывка - в каскадном исполнении), с сушилкой (с воздущным ножом, который сдувает воду и остатки моющего средства даже в случае неопределённой загрулки в корзины мелких колец о слжной геометрии) и альтернативно со станцией дохлождения (ниже 10оС для ограничения остального аустенита)
  • печей для отпуска с долгим циклом обработки (обычно двойное количество садок по сравнении с печей для аустенитизации)
  • альтернативно с пассивационной ванной

 

обеспечает оптимальные условия термообработки широкого спектра подшипниковых деталей.

 

 

После термообработки элементы:

  • закаленные на желаемую твёрдость (без мягких пятн, перегрева или недогрева)
  • имеют безупречную, одноцветную поверхность (без пятен, механических повреждений и риссов)
  • Показывают самую правильную структуру с равномерной сеткой мелких карбидов
  • Имеют самые малые термические деформации (что делает возможнам ограничение припусков)

 

Линия управляется автоматически  современной системой контролирующей все параметры обработки, мониторующей так линию как и отдельные садки с помощью развитой визуализации а тоже выпускающей документацию (весы, печь) и ведущей архивизацию данных о садках и параметрах обработки.

 

      

 

  

 

 

Список литературы

1. Металловедение и термическая  обработка стали: справочник. Том  II: Основы термической обработки  / под ред. М.А. Берштейна и А.Г. Рахштадта. М.: Металлургия, 1989. 368 с.

2. Марочник сталей и сплавов  / В.Г. Сорокин и др...; Под общей  ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. 640 с.

3. Бернштейн М.Л. Термомеханическая  обработка стали / М.Л. Бернштейн,  В.А. Займовский, Л.М. Капуткина. М.: Металлургия, 1983. 480 с

4.Структура и свойства подшипниковых сталей / Спектор А.Г., Зельбет Б.П., Киселёва С. А.  М.: Металлургия, 1980. 264 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Изготовление роликов подшипника 📙 Реферат → 🆔 97009

Изготовление роликов подшипника 📙 Реферат → 🆔 97009

Изготовление роликов подшипника