В большинстве современных механизмов, например, электродвигателях, генераторах, нефтяных насосах, колесах железнодорожного транспорта, основная нагрузка приходится на их опорные узлы, которые включают в себя подшипники качения.

От качества установленных подшипников зависит срок службы всего механизма, поэтому их состоянию на производстве уделяют особое внимание. В частности, это касается рабочих поверхностей их деталей — тел качения, сепаратора, а также внутренних и внешних колец. С помощью визуального метода контроля на них выявляют мельчайшие производственные дефекты, снижающие прочность в процессе дальнейшей эксплуатации. Ученые Пермского Политеха запатентовали вспомогательное устройство, которое повышает качество такого контроля. Разработка обеспечивает получение стабильного и полного изображения поверхностей подшипника при минимальных затратах и без ручного вмешательства контролера. 

На полезную модель получен патент. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Работа выполнена на базе Лаборатории трибодиагностики и контактной прочности Передовой инженерной школы ПНИПУ.

Подшипники качения – это основные элементы опор механического оборудования, и их надежность должна быть достаточно высокой для стабильной многолетней работы. Они представляют собой сборку из внешнего и внутреннего кольца, между которых расположены тела качения — шарики или ролики. 

При производстве подшипников на первых этапах проверки качества проводят оптический контроль поверхности колец. С помощью увеличительных и спектральных оптических приборов получают их изображения, по которым определяют различные дефекты – следы коррозии, прижоги, трещины и сколы. От эффективности и автоматизации такого процесса зависят своевременность обнаружения всех недостатков и высокая производительность деталей. 

Конструкция устройств для проведения оптического контроля должна обеспечивать аккуратное вращение рабочих колец подшипника для получения максимально качественных изображений. Существующие современные приборы не позволяют выполнить эти требования в полной мере без существенных финансовых затрат.

Ученые Пермского Политеха разработали вспомогательное устройство, которое повышает качество оптического контроля деталей подшипников при минимальных производственных затратах. 

Разработка включает в себя корпус, где установлены привод с электродвигателем и цилиндрический редуктор, а также опорные валы, на которых размещаются сами кольца подшипника. Валы, в свою очередь, связаны ременной передачей (ремнем). Конструкция устройства обеспечивает медленное вращение валов с одинаковой заданной скоростью.

«При вращении изделия осматриваемая поверхность плавно перемещается под окуляром микроскопа без ручного вмешательства контролера. Изображение, получаемое с камеры микроскопа в процессе непрерывного осмотра всей рабочей поверхности детали, передается на экран монитора без рывков и колебаний, что облегчает идентификацию дефектов и исключает вероятность недосмотра участков, на которых они могут присутствовать», – объясняет Игорь Судаков, инженер научно-исследовательской лаборатории трибодиагностики и контактной прочности ПНИПУ.

В данный момент устройство используется при проведении входного контроля деталей подшипников, предназначенных для испытаний на контактную усталость. Также оно может быть полезно отделам технического контроля, осуществляющими приемочный, входной, периодический и другие виды контролей деталей подшипников качения.

Разработка ученых Пермского Политеха позволяет ускорить проведение осмотра и установку колец подшипника, снизить трудоемкость и повысить качество оптического контроля за счет получения стабильного изображения в процессе непрерывного осмотра всей рабочей поверхности для обнаружения и идентификации дефектов.

Источник: пресс-служба ПНИПУ