Abstrato
O propósito da presente invenção é fornecer um rolamento de rolos cônicos de longa duração compreendendo rolos com grandes superfícies convexas a um baixo custo, preferencialmente como um rolamento de rolos cônicos para suportar uma porção de uma haste de transmissão automotiva. A superfície periférica do rolo (3) no rolamento de rolos cônicos é processada em uma superfície convexa por retificação e, em seguida, finamente processada por polimento de tambor ou polimento de barril para evitar deixar listras de retificação.
Descrição
Rolamentos de rolos cônicos e métodos de usinagem para rolos cônicos
campo técnico
A presente invenção se refere a um rolamento de rolos cônicos adequado para suportar, por exemplo, uma porção de uma haste de transmissão automotiva usada em desalinhamento significativo, e um método para processar seus rolos cônicos.
Tecnologia de fundo
A Figura 3 mostra um exemplo de um rolamento de rolos cônicos usado em uma seção típica de haste de transmissão manual. O rolamento tem um rolo cônico 3 mantido por um alojamento 4 e colocado entre o anel interno 1 e o anel externo 2. O anel interno 2 tem uma superfície de trilho cônica 1a, e uma grande superfície de anel de eixo 1b é fornecida no lado de grande diâmetro. O anel externo 2 não é um componente independente, mais precisamente, a superfície interna do rolamento forma o anel externo 2. Devido às restrições estruturais da transmissão, os rolamentos usados para a peça não podem ser projetados com uma altura de seção transversal mais espessa H. No entanto, devido a serem colocados em um ambiente de carga pesada, ele deve ter alta capacidade de carga, então os rolamentos de rolos cônicos têm uma largura de rolamento ampla e rolos finos e longos 3. Por exemplo, os rolos têm um formato delgado, onde o comprimento do rolo é maior que o dobro do diâmetro do rolo.
Em termos gerais, se não for fornecida pelo fabricante do rolamento, a superfície interna do anel externo 2 (superfície interna da engrenagem) não tem uma coroa apropriada para o rolamento. Enquanto isso, devido ao desalinhamento significativo e aos rolos alongados deste tipo de rolamento de rolos cônicos, é necessário que este tipo de rolamento de rolos cônicos forneça alguma capacidade anti-inclinação. Portanto, conforme mostrado claramente na Figura 4 (A), uma superfície convexa maior do que a superfície convexa usual é aplicada à superfície periférica do rolo 3. O rolo cônico processado pela coroa 3 é tangente às superfícies do trilho 1a e 2a do anel interno 1 e do anel externo 2 em uma certa área de contato que se estende radialmente do meio de sua direção longitudinal. Devido ao desvio do eixo engatado na superfície interna do anel interno 1, a posição tangencial P pode mudar.
Enquanto isso, durante a operação, o rolo 3 do rolamento de rolos cônicos é acionado e girado pela superfície do trilho 1a do anel interno 1 ou pela superfície do trilho 2a do anel externo 2. O deslizamento entre a grande face final 3a do rolo 3 e a superfície 1b do grande anel do eixo do anel interno 1 forma a parte usada para resistir à resistência gerada pela rotação do rolo 3.
À medida que a posição tangencial P se aproxima do lado de diâmetro pequeno do anel interno 1, a distância entre a superfície do eixo grande 1b e a posição tangencial P que gera resistência se torna maior. Portanto, como mostrado na Figura 4 (B), o rolo cônico 3 é propenso a desvio (ângulo oblíquo θ). À medida que o rolo 3 se torna mais longo, essa tendência se torna proeminente.
Além disso, se ocorrer desalinhamento devido ao desvio do eixo, conforme indicado pelos pontos P1 e P2 na Figura 4 (A), os pontos de contato entre o anel interno 1 e o anel externo 2 e o rolo cônico 3 podem ser separados no lado de diâmetro pequeno e no lado de diâmetro grande. Neste caso, a força motriz atua diretamente como a força que faz com que o rolo cônico 3 incline.
A haste de transmissão pode estruturalmente ter uma quantidade significativa de deflexão do eixo causada por cargas de engrenagem. Isso pode facilmente causar erros de ângulo dentro do rolamento, resultando no desvio do rolo 3. Se o rolo 3 estiver torto, a chamada retificação ocorre entre a face da extremidade do rolo 3a e a superfície 1b do anel do eixo grande. Além disso, se houver deslizamento entre a superfície de contato de rolamento do rolo 3 e as superfícies da pista 1a e 2a do anel interno 1 e do anel externo 2, isso causará descascamento, manchas e até mesmo descolamento. Isso pode ter efeitos adversos na vida útil dos rolamentos.
Para rolamentos de rolos cônicos tradicionais, as seguintes medidas foram tomadas para resolver esses problemas: (1) definir ranhuras na seção do anel do eixo; (2) aplicar superfícies convexas maiores aos rolos; (3) usar rolos do tipo dividido (consulte a Publicação de Patente Japonesa 2003-184885); (4) reduzir a rugosidade da superfície da pista do anel do rolamento e aumentar a quantidade de óleo lubrificante.
No entanto, os rolamentos são frequentemente submetidos a ambientes de carga pesada, mas não podem ser projetados para ter uma altura de seção transversal H mais espessa (Figura 3), tornando assim apenas sua largura maior. Em tal ambiente, as medidas listadas acima não são suficientes para resolver esses problemas.
Por exemplo, ter uma superfície convexa com dimensões maiores do que o tamanho especificado em um rolo resultará em rugosidade irregular da superfície de contato do rolo, tornando o rolo suscetível a danos nesta superfície (consulte a Publicação de Patente Japonesa {{0}}). Além disso, reduzir a rugosidade de toda a superfície do rolo para ter uma altura irregular de dez pontos de 0.4 μ m ou menos (com uma rugosidade média de 0,08 μ m ou menos na linha central) resultará em um aumento significativo de custo. Mesmo rolos montados têm problemas de custo semelhantes.
sumario da invenção
Os rolamentos de rolos cônicos usados em automóveis geralmente têm superfícies convexas por meio de superprocessamento devido à sua produção em massa. No entanto, é difícil produzir superfícies convexas de grande porte usando apenas superprocessamento. Por esse motivo, se uma grande superfície convexa, como descrito acima, for necessária, o método de primeiro retificar para formar uma superfície convexa e, em seguida, superusinagem da superfície convexa pode ser considerado. No entanto, exigir equipamento especializado para executar superusinagem em toda a superfície com grandes convexidades resulta em um aumento significativo nos custos.
Enquanto isso, mesmo que seja realizada uma super usinagem parcial em vez de completa para evitar o uso de equipamentos especializados, é inevitável que áreas que não passaram pela super usinagem causem danos por descamação na superfície da pista, resultando em uma vida útil mais curta do rolamento.
A presente invenção é adequada para rolamentos de rolos cônicos usados para suportar a porção da haste de transmissão de automóveis e tem como objetivo fornecer um rolamento de rolos cônicos de longa duração com grandes rolos de superfície convexa a baixo custo.
Para abordar as questões acima mencionadas, a presente invenção fornece um rolamento de rolos cônicos com rolos cônicos, cada um dos quais é retificado até uma superfície convexa e polido até um acabamento por polimento de cilindro ou polimento de cilindro, de modo a não deixar listras de retificação na superfície (primeiro aspecto da presente invenção).
O polimento de rolo ou polimento de barril pode ser concluído de qualquer maneira, sem estar limitado a um método específico. Por exemplo, o polimento de tambor pode ser do tipo fluido, centrífugo, vibratório ou rotativo. Além disso, o revestimento à base de MoS2 pode ser usado em conjunto com o polimento de tambor ou polimento de barril (segundo aspecto da presente invenção).
Além disso, a presente invenção fornece um método para processar rolos de rolamentos de rolos cônicos, em que cada rolo é usinado convexo por retificação e usinado com precisão por polimento de tambor ou polimento de cilindro para evitar deixar listras de retificação na superfície (terceiro aspecto da presente invenção).
Na implementação do método de processamento, o revestimento à base de MoS2 pode ser aplicado simultaneamente com o polimento de tambor ou polimento de barril (um quarto aspecto da presente invenção).
O rolamento de rolos cônicos da presente invenção é adequado para suportar a parte da haste de transmissão de automóveis e também pode ser usado para outras finalidades.
Em vez de usinagem ultrafina, usando polimento de tambor ou polimento de barril para retificar e finalizar a superfície do rolo, uma grande superfície convexa é formada no rolo, o que pode fornecer rolamentos cônicos anti-inclinação a um baixo custo, sem causar problemas como vida útil reduzida e danos causados por descamação.
Ilustração
A Figura 1 mostra o fluxograma de usinagem de rolos cônicos.
A Figura 2 ilustra os resultados do teste de descascamento em rolamentos de rolos cônicos.
A Figura 3 mostra uma vista em corte transversal de um rolamento de rolos cônicos usado para suportar uma seção típica de haste de transmissão automotiva.
A Figura 4A é uma vista lateral de um rolo cônico com uma superfície convexa, e a Figura 4B é uma vista em planta de um rolo cônico com uma superfície convexa.
Métodos específicos de implementação
A seguir serão feitas referências aos desenhos anexos para descrever as modalidades da presente invenção.
A Figura 1 mostra um método para processar rolos em um rolamento de rolos cônicos da presente invenção. Primeiramente, use a retificação para processar a superfície convexa do rolo cônico. Em seguida, continue a executar o polimento de tambor ou polimento de cilindro na superfície do rolo cônico com usinagem convexa até que as listras de retificação desapareçam.
Monte rolamentos de rolos cônicos usando os rolos processados mencionados acima e teste para danos de descascamento nos rolamentos. A Figura 2 mostra o rolamento C relacionado à presente invenção e o rolamento A testado como um exemplo comparativo sob as mesmas condições B, Os resultados do experimento comparados com D. Cada rolo dos rolamentos A a D tem a mesma superfície convexa formada por retificação.
Toda a superfície convexa do rolamento A é finamente usinada por super usinagem de rolos. A rugosidade geral da superfície é boa, mas é necessária uma usinagem de alto custo para o rolamento. No rolamento B, apenas o centro da superfície convexa do rolo é usinado com precisão por super usinagem, deixando algumas listras de retificação. O rolamento C tem todo o rolo que é usinado com precisão por meio do processamento do cilindro e, em comparação com o uso da super usinagem, toda a rugosidade da superfície é maior e não há listras de retificação restantes. O rolamento D tem rolos que não foram processados, exceto pela superfície convexa. Comparado à rugosidade do rolamento C, sua rugosidade é menor, mas algumas listras de retificação permanecem em toda a superfície.
Este experimento revelou que a presença de listras de esmerilhamento causa danos por descascamento, e a ausência de listras de esmerilhamento não causa danos por descascamento, mesmo quando a superfície é áspera.
Supondo que a ponta da faixa seja submetida à erosão e retificação, causando o desprendimento das superfícies orbitais dos objetos opostos, ou seja, os anéis interno e externo. Como suporte para essa hipótese, ao comparar a assimetria (Rsk), foi descoberto que o rolamento C era -2.6 porque sua saliência foi achatada pela usinagem do tambor. Isso significa que sua superfície está em um estado côncavo (as saliências das faixas de retificação tornam-se arredondadas). Por outro lado, o rolamento D é -0.3 porque não passou por nenhum processamento além da retificação. Isso significa que sua superfície está em um estado onde as saliências e depressões estão quase na mesma altura (as saliências das faixas de retificação tornam-se mais afiadas).
Em suma, fornecer usinagem de precisão por meio do achatamento das saliências causadas pela retificação usando usinagem de tambor pode resultar na produção de baixo custo de rolamentos, incluindo rolos com grandes superfícies convexas que não causam problemas como danos por descascamento.
Além disso, no caso de uso de rolamentos de rolos cônicos sem lubrificação suficiente, o revestimento com dissulfeto de molibdênio (MoS2) pode ser usado para polimento de toque final junto com polimento de tambor ou polimento de barril para reduzir o desgaste do rolo causado por desalinhamento. Devido ao fato de que esse processo de revestimento pode ser realizado junto com polimento de tambor ou polimento de barril, medidas de resistência ao desgaste podem ser tomadas de forma barata e eficaz sem exigir nenhuma etapa de processamento adicional.
A descrição acima é fornecida apenas para uma modalidade da presente invenção. A presente invenção não se limita às modalidades acima e pode ser modificada em várias formas, desde que permaneça consistente com as ideias técnicas descritas nas reivindicações.
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