Способ определения осевого усилия предварительного натяга подшипников быстровращающегося двигателя

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕВОГО УСИЛИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГОНАТЯГА ПОДИИПНИКОВ БЫСТРОВРАЩАЩЕГОСЯ ДВИГА- ТЕЛЯ, заключающийся в том, что исследуемый двигатель подвергают вибрациям в осевом направлении, определяют инерционную силу и с помощью . предварительно полученной зависимоети измеряемого параметра от инерционной силы определяют осевое услиие предварительного натяга Подшипников двигателя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения усилия в реальных условиях, определяют амплитудное значение инерционных сил ротора при разных амплитудных вибрациях, измеряют деформации от этих сил нелинейной пружины, создающей осе.вой предварительный натяг подшипников, определяют отношение амплитуды инерционной силы ротора к амплитуде деформации пружины и жес;ткость пружины при нуле вом значении инерционной силы, по которой, пользуясь предварительно полученной зависимостью осевого усилия от смещения пружины и производной этой зависимости по деформации,.опре 1еляют осевое усилие предварительного натяга подшипников двигателя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИН зщр 6 01. i 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3309783/18-10 . (22) 03.04.81 (46) 07.05.83. Бюл. и 17(72) .В ° -P ° Â. Атступенас, Ю.С, Вальтас, Р;А.: Ионушас, К.М. Рагульскис и A.Ñ, Талалас (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса и Литовская ардена Трудового Красного

Знамени сельскохоэяйственная академия (53) 531.781(088.8) .: (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

-н 567969 кл. G 01 L 5/12., 1976

2. Авторское свидетельство СССР . 8 289319, кл. 6 01 1 5/12; 1967 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕВОГО

УСИЛИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯГА ПОДНИПНИКОВ БЫСТРОВРАЩАЮЩЕГОСЯ ДВИГАTElN, заклочающийся в том, что исследуемый двигатель подвергают вибрациям в осевом направлении, апре"

„SU„, 101 10 A деляют инерционную силу и с помошью предварительно полученной зависимости измеряемого параметра от инерционной силы определяат осевое услиие предварительного натяга подшипников двигателя, о ..т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возмож..ности определения усилия в реальных. условиях, определяют амплитудное значение инерционных сил ротора при разных амплитудных вибрациях, измеряют деформации от этих сил нелинейной ..пружины, создающей осевой .предварительный натяг подшипников, определя, ют отношение амплитуды инерционной силы ротора к амплитуде деформации. пружины и жесткость пружины при нулен З . вом значении инерционной сипы, по которой, пользуясь предварительно полученной зависимостью осевого усилия от смещения пружины и производной этой зависимости по деформации,,оп" ф ределяют осевое усилие предварительного натяга подшипников двигателя.

1 016710

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гироскопическом приборостроении.

Известны способы определения осевой нагрузки на радиально-упорный шарикоподшипник, основанные на измерении параметров шарикоподшипника, зависящих от величины осевой нагрузки, и нахождении последней по предварительно полученному закону, зависимости этой нагрузки от упомянутых параметров шарико юдшипника.

Известен способ определения осевой нагрузки, заключающийся в измерении таких кинематических параметров подшипника, как частоты вращения сепаратора и кольца, определении этих частот и нахождении по ней осевой на", грузки на подшипник $ 1J .

Недостатком данного способа является то, что в нем предусматривают установку одного .или двух датчиков непосредственно в подшипниковом узле, что допустимо только s исследовательских целях. В гроизводственных условиях и при работе с малогабаритными подшипниками применение указанного способа ограничено.

Наиболее близок к предлагаемому способ определения осевого усилия предварительного натяга подшипников быстровращающегося двигателя, заключающийся в том, что исследуемый двигатель подвергают вибрациям в осевом направлении, определяют инерционную силу и с помощью предварительно полученной зависимости измеряемого параметра от инерционной силы определяют осевое усилие предварительного натяга подшипников двигателя (2J.

Однако точность известного способа является невысокой . ввиду того, что для определения осевой нагрузки используется параметр, не влияющий не" посредственно на ее величину, а именно из спектра вибраций вращающегося двигателя выделяют частоту гармонической составляющей от изменения контактного угла подшипника. Но величи" на этого угла зависит не только от осевой нагрузки на подшипник, но и от толщины масляной пленки, приработки, степени износа подшипника.

По известному способу при определе- нии осевой нагрузки на подшипник бывшего в употреблении ротора или после

его приработки изделие обычно демонтируют.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения усилия в ре" альных условиях.

Поставленная цель достигается тем, 5 что согласно способу определения осевого усиЛия предварительного натяга подшипников быстровращающегося двигателя, который заключается в том, что исследуемый двигатель подвергают

10 вибрациям в осевом направлении, определяют инерционную силу и с помощью предварительно полученной зависимости измеряемого параметра от инерционной силы определяют осевое усилие предва "

15 рительного натяга подшипников двигателя, после вибрации двигателя onФ ределяют амплитудное значение инерционных сил ротора при разных амплитудных вибрациях, измеряют деформа20 ции от этих сил нелинейной пружины, создающей осевой предварительный натяг подшипников., опредеЛяют отношение амплитуды инерционной силы ротора к амплитуде деформации пружины и жестр кость пружины при нулевом значении инерционной силы, по которой, пользуясь предварительно полученной зависимостью осевого усилия от смещения пружины и производной этой зависимости по деформации, огределяют осевое усилие предварительного натяга подшипников двигателя.

На фиг. 1 дана характеристика Ру „ создающая осевой натяг подшипников нелинейной пружины. в виде упругой крышки подшипникового узла (P„>усилие предварительного натяга); на фиг. 2 — производная характеристики

Г(аппо деформации у(х) = . —; на

dF

Фиг. 3 - зависимость .у(Д"),. где сГполовина амплитуды а переменной составляющей деформации пружины (Д х-хр где xä - предварительная деформация пружинъ .

45 Предложенный способ включает следующие операции: вибрацию исследуемого двигателя в осевом направлении, определение амплитудного значения инерционных сил ротора при разных

50 амплитудных вибрациях, измерение деФормации от этих сил нелинейной пружины, создающей предварительный натяг подшипников, определение отношения амплитуды инерционной силы ротора к амплитуде деформации пружины, жесткости пружины при нулевом значении инерционной силы, а также осевого усилия предварительного натяга . подшипников двигателя, используя преду = - 0,1128 3

0 711 я. о,5

Таким образом, предлагаемый сйособ позволяет и реальных условиях ра", боты двигателя, независимо от того, насколько изменился предварительный натяг после момента сборки в результате приработки, износа, изменения температуры и т.д., определять усилия предварительного натяга подшипйиков быстровращающегося двигателя с высокой точностью.

3 101671 варительно полученную зависимость осевого усилия от смещения пружины и производную этой зависимости по деформации.

Пример.. Определяют осевое усилие предварительного натяга шарико" подшипников иалогабаритного гиродвигателя с массой ротора N 0,028 кг.

Перед сборкой гиродвигателя снимают . упругую характеристику F (x) крышки 10 его подшипникового узла путем нагру" жения ее в осевом направлении усилием до 2. кг и измерения деформации в пределах 0-0,015 мм. Характеристика является жесткой, когда. по -мере увеличе->s ния деформации жесткость увеличивается. Затем путем графического дифференцирования получают производную этой характеристики по деформации у(х ), причем масштаб обоих графиков по оси

Х " одинаков.

Собранный гиродвигатель устанавли,вают в вертикальном положении на вибростенд ВЭД-10 и подвергают виб рации на частоте 300 Гц с амплиту- 25 дой д„ = 0,04; А = 0,07; > =

0,10 мм. При этом амплитудные значения инерционной сиды ротора =

= 0,406; F + = О,?111 F l = 1,015 кг.

Одновремейно при поиощи бесконтактного -емкостного датчика и прибора

ИВЕ-1 измеряют амплитуду вызванной

Р инерционной силой ротора деформации крышки подшипникового узла: а1

= 0,0037; а = 0,0063; а — — 0,0085 мм.

Определяют усредненные значения

35 жесткости крышки:в интервалах изменения ее деформации от постоянного значения, обусловленного предварительным натягом, для каждого ампли"

40 тудного значения а„, а, а как отношение амплитуд инерционной силы и деформации, кг/мки: а

1 с,„.Ф

0 4 у„ = - - 0,1097

0,406 у - 0 11941,015

Введение понятия средней жесткости в некотором интервале изменения деформации равносильно замене соответствующего участка нелинейной упругой характеристики отрезком прямой, угловой коэффициент которой равен. этому усредненному значению жесткости. Истинная упругая характеристи .а имеет касательную с таким же угловым коэффициентом в точке, лежащей в непосредственной близости от середины интервала изменения деформации, поэтому абсциссы точек 1, 2 и 3 на графике у(Ю) с ординатами у, у и у приня-. ты равными соответственно а 1/2, а /2 и а /2.

Через точки 1, 2 и 3 проводят . сплошнуа линию с целью определения жесткости пружины при нулевом значении инерционной силы у „„ путем экстраполяции графика у(Д ) до пересече" ния его с осью У. Полученную величину проектируют на кривую у(х), а затеи на кривую Г() и на ось F . .В результате определяют, что усилие предвари" тельного натяга Egp.= 0,46 кг.

1016710 7к ф- у р

Щ@Р

Х р

Puz. Г

Составитель О. Малеева

Редактор Л Пчелинская Техцщ И.Тепер Корректор " Ре--Заказ 3378/55 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 016 Москва Ж ЗБ Раушская наб. д. 4/5

3 Я ° Дв

Филиал ППП ППатент, r. Уигород, ул. Проектная, й