Контроль качества шарикоподшипниковых опор по моментным характеристикам на малых скоростях вращения. Технические характеристики и возможности стенда СКО-10

УДК 658.562:621.822.7

Контроль качества шарикоподшипниковых опор по моментным характеристикам на малых скоростях вращения. Технические характеристики и возможности стенда СКО-10

Quality control of ball-bearing supports by moment properties at low rotational speeds. Specifications and possibilities of the test bench SKO-10

В целях оперативного определения моментных характеристик гироскопических приборов и устройств, регистрации, обработки и хранения результатов контроля во ФГУП «НПО «Техномаш» разработан специальный стенд контроля шарикоподшипниковых опор гироприборов массой до 1 кг по моментным характеристикам СКО-20 (ТМКБ.5.26.246.00.00.000).

Основные технические характеристики стенда [1]:

• диапазон измеряемых моментов от минус 0,002 до плюс 0,002 Нм (от минус 20 гсм до плюс 20 гсм);
• приведенная погрешность измерения моментов, не более 1,5%;
• вес контролируемого изделия с приспособлениями, не более, 1 кг;
• диапазон скоростей вращения контролируемого изделия от 0,2 до 2 об/мин.;
• погрешность определения угла поворота контролируемого изделия от минус 0,5 до плюс 0,5 град.

Внешний вид и комплектность стенда представлены на рис. 1.

Рис 1. Стенд СКО-20

В электронную часть стенда входит:

• блок электроники;
• аналого-цифровой преобразователь;
• персональный компьютер офисного исполнения;
• комплект соединительных кабелей;
• пакет специального программно-математического обеспечения, работающего в ОС WINDOWS.

Механическая часть состоит из привода вращения контролируемого изделия и преобразователя моментов.

Стенд комплектуется приспособлениями – для закрепления контролируемых изделий Заказчика и калибровки преобразователя моментов.

Контроль опор по моментным характеристикам на разрабатываемом стенде проводится в следующей последовательности:

• подготовка к проведению контроля опор;
• постановка контролируемой опоры или прибора на стенд (посредством приспособления для закрепления);
• приведение подвижной части контролируемой опоры или прибора по вращение;
• определение моментов сопротивления вращению;
• обработка результатов контроля;
• снятие контролируемой опоры или прибора со стенда.

После ознакомления специалистов ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания» (ПАО «ПНППК») с возможностями стенда СКО-20 получено техническое задание на разработку стенда, адаптированного под выпускаемые предприятием изделия.

В рамках заключенного договора с ПАО «ПНППК» разработан, испытан и внедрён стенд СКО-10 (обозначение по основному конструкторскому документу – стенд СКО-10 ТМКБ.9.26.428.00.00.000).

Стенд, адаптированный под изделия ПАО «ПНППК», обеспечивает контроль качества шарикоподшипниковых опор по моментным характеристикам на малых скоростях вращения гироскопов ДНГ-5, ДНГ-13, ДНГ-14.

Контроль моментных характеристик опор и приборов [2] осуществляется на следующих стадиях сборки:

• автономно ШПО;
• после сборки привода с ШПО;
• после сборки с маховиком (до герметизации).

Основные параметры и характеристики стенда, разработанного для ПАО «ПНППК»:

• пределы измерения моментов, гс·см: от минус 10 до плюс 10 (от минус 0,001 Нм до плюс 0,001 Нм);
• погрешность измерения моментов, не более 3% (от максимально измеряемого момента) при нормальных условиях;
• повторяемость измерений не более 0,5% – проверяется при контроле линейности по 10 измерениям на максимальном моменте при нормальных условиях;
• скорость вращения привода (в обе стороны) об/мин: от 4 до 60;
• система термостатирования должна обеспечивать поддержание температуры 65±3°С и 75±3°С;
• время выхода системы термостатирования на рабочий режим, минут, не более 40;
• питание стенда осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц;
• время прогрева стенда, минут, не менее 30.

Внешний вид стенда представлен на рис. 2.

Рис.2. Фотография рабочего места со стендом СКО-10 на территории ПАО «ПНППК»

В качестве примера приведена часть протокола испытаний (табл.1) прибора ДНГ-13 на стадии сборки с маховиком (до герметизации) серийный номер № 60075 с приложениями (рис. 3–6).

Таблица 1. Протокол испытания

Условия проведения испытания

Статическая обработка сигнала

Аномальные фрагменты сигнала

Общее количество аномальных фрагментов сигнала: 17

Заданный уровень для аномальных фрагментов сигнала: 3СКО

Фурье преобразование первый этап испытания

Рис. 3. Первый этап испытания (измеренный момент)

Рис. 4.  Первый этап испытания (низкочастотная составляющая момента)

Рис. 5. Все аномальные фрагменты сигнала

Рис. 6. Фурье преобразование первого этапа испытания (диапазон частот подшипника)

Проведенные разработки и исследования шарикоподшипниковых опор являются заделом для создания установки контроля моментов отдельных подшипников гироскопических приборов и устройств на малых скоростях вращения.

Контроль всей производственной цепочки изготовления гироприбора от входного контроля отдельных подшипников до готового изделия позволит выявить технологические операции, в наибольшей степени влияющие на качество получаемых изделий, и заранее отбраковывать неисправные изделия (до полной сборки).

Библиографический список

1. Информационный паспорт 180/16. – ФГУП «НПО «Техномаш», 2016. – ТМБД.П-1.175.
2. Опоры качения приборов / Бальмонт В.Б., Матвеев В.А. – М.: Машиностроение, 1984. – 240 с., ил.

Камалдинов Альберт Мубаракович – канд. техн. наук, начальник отделения технологии производства гироскопов и приборов точной механики ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Teл.: +7 (495) 689-95-67. E-mail: 260@tmnpo.ru / Kamaldinov Albert Mubarakovich - Ph.D. in Engineering sciences, Head of the Gyroscope Manufacturing Technology and Precision Mechanics Instruments Division of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasyev. Tel.: +7 (495) 689-95-67. E-mail: 260@tmnpo.ru

Хруцкая Мария Владимировна – начальник отдела технологии производства приборов точной механики ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8 (926) 520-46-90. E-mail: maria.khrutskaya@gmail.com / Khrutskaya Maria Vladimirovna - Department Head for manufacturing technology of precision mechanics instruments of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasyev. Tel.: 8 (926) 520-46-90. E-mail: maria.khrutskaya@gmail.com

Сурженко Марина Сергеевна – руководитель направления отделения технологии производства гироскопов и приборов точной механики ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Teл.: +7 (495) 689-95-67. E-mail: 260@tmnpo.ru / Surzhenko Marina Sergeyevna – Area Head of the Gyroscope Manufacturing Technology and Precision Mechanics Instruments Division of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasyev. Tel.: +7 (495) 689-95-67. E-mail: 260@tmnpo.ru