Способ определения момента трения в радиальной газодинамической опоре

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1006811 зсмк Р1 С 206

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

В

1 где М,„L

Z (21) 3248764/255-27 (22) 13.02.81 (46) 23.03.83. Бюл. H 11 (72) А.В. Корягин и М.Г. Каган (53) 621.822.5(088.8) (56) 1. Горлик О.М. Экспериментальная аэродинамика. M., "Высшая школа", 1970, с. 244.

2. Пинегин С.В, Петров В.П.

Испытание газодинамических:подшипников в периоды, пуска и останова. Сборник

"Проблемы развития газовой смазки". М., "Наука", 1972, ч. 11, с. 264 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

ТРЕНИЯ В РАДИАЛЬНОЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ

ОПОРЕ, содержащей шип, втулку и неподвижное основание, при котором втулку удерживают гибкой связью, один конец которой связан с поверхностью

-втулки, а другой — с неподвижным основанием, и измеряют перемещение втулки под действием сил трения в опоре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения зоны нечувствительности при из- мерении, ось вращения шипа устанавливают наклонно к линии горизонта, перемещение втулки измеряют вдоль шипа, а момент трения вычисляют по выражению шй11 ,Я вЂ” 1 момент трения в радиальной горизонтальной опоре; масса втулки; составляющая ускорения силы тяжести, направленная вдоль оси шипа; расстояние от оси шипа до места крепления гибкой связи к втулке; расстояние от неподвижного основания до места крепления гибкой связи на втулке; Е перемещение втулки вдоль оси шипа. Ю

1006811

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения момента трения в радиальной газодинамической опоре, и может быть использовано при их обработке и конструировании.

Известен способ измерения момента трения в аэродинамической опоре, основанный на удерживании втулки, ув лекаемой силами трения с помощью груза $1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения момента трения в ра диальной газодинамической опоре, содержащей шип и втулку, удерживаемый от вращения специальным устройством, при котором измеряют перемещение втулки под действием сил трения в опоре, причем втулка установлена в газостатических опорах, а поворот втулки деформирует балочку, на которую наклеены тензометры, измеряющие деформацию, пропорциональную моменту трения в опоре (2).

Недостатками известного способа являются невысокая точность, обусловленная наличием уводящего момента в газостатическом подшипнике, а также ограниченная чувствительность при измерении малых величин моментов трения.

Цель изобретения - повышение точности и уменьшение зоны нечувствительности при измерении. указанная цель достигается тем, что в способе определения момента трения в радиальной газодинамической опоре, содержащей шип, втулку и неподвижное основание, при котором втулку удерживают гибкой связью один конец которой связан с поверхностью втулки, а другой - с неподвижным основанием, и измеряют перемещение втулки под действием сил трения в опоре, ось вращения шипа устанавливают наклонно к линии горизонта, перемещение втулки измеряют вдоль оси шипа, а момент трения вычисляют по выражению

mRL

Z где И - момент трения в радиальной газодинамической опоре;

m — масса втулки; о - составляющая ускорения силы тяжести, направленная вдоль оси шипа;

R - расстояние от оси шипа до места крепления гибкой связи к втулке; расстояние от неподвижного

$ основания до места крепления гибкой связи на втулке;

Z — перемещение втулки вдоль оси шипа.

На чертеже приводится схема изме рения момента трения в радиальной газодинамической опоре.

На шип 1 одета втулка 2 радиальной газодинамической опоры, которая удерживается от вращения нитью 3, 3 прикрепленной к неподвижному основанию ч.

При отклонении оси вала 1 на угол P относительно плоскости горизонта появляется составляющая силы тяжесщ ти пцз1nf3, сила натяжения нити 3 при этом может быть представлена в виде двух составляющих (фиг. 1б): радиальной ТС05о и осевой TsinOL. Радиальная составляющая уравновешивается силой реакции смазочного слоя газодинамического подшипника, а осевая реакция уравновешивается составляющей силы тяжести

Т вЂ” = mgsinP !

30 где Т

35 сила реакции нити; смещение втулки;

- длина нити;

- масса втулки; — ускорение силы тяжести; угол отклонения оси вращения вала от плоскости горизонта; з!и @ = Z/(Пример. Опора состоит из шипа, 40 выполненного из материала ЦМ-332, втулки, выполненной из электротехнической стали 50Н, радиальный зазор составляет 9,5 мкм.

Момент трения определялся с целью установления влияния температуры на

45 радиальный зазор.

Ось шипа была установлена под углом 10 угловых мин к горизонту. При радиусе R = 0,9 см, длине нити — 1,3 см, массе втулки 10 г момент

3В трения составил 0 264 гсм.

1 о

В диапазоне температур +20 +60 С была установлена независимость момента трения, т.е. величины радиального зазора от температуры.

Предлагаемый способ может быть применен для определения вязкости газа или смеси газов. Для этого необходимо в формулу Петрова подставить

3S

0,26 10-3. 0 95.10

2 I0,I25 2, 2

1,79 .10 "%гс. c/cd

Состав тель и. Яковлев

Редактор В. Лазаренко Техред E. Харитончик Корректор А. Дзятко

Тираж 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2089/57

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная; 4

3 10068 значение момента вязкости сопротивления,полученного предлагаемым способом где М, — момент вязкого сопротивления кгс см

С - зазор в гаэодинамической опоре, см;

r - радиус шипа, см; — длина подшипника, см; (о — угловая скорость шипа, рад/с.

При Т = 0,26 .10 кгс см для воздуха при P = 1 ата, С = 0,95 10 см, r = 0 5 см, Р = 2,8 см и (и =

= 628 рад/с.

11 4

Для среды аргона момент вязкого co= I противления составил 0,334 гс ° см, а вязкость аргона

М 0,334 10 3-Ов95

= 2,3 10 кгс с/см

Таким образом, предлагаемый способ определения момента вязкого сопротивления радиальной горизонтальной опоры, основанный на натяжении нити под действием момента вязкого сбпротивления, направленного перпендикулярно шипу и преобразованного в линейное перемещение втулки, находящейся на слое газа, вдоль шипа за счет задания угла наклона, позволяет с достаточной точностью измерять моменты вязкого сопротивления малой величины для различных сред и их смеСей при различных давлениях окружающей газодинамическую опору среды.