Способ контроля технического состояния подшипникового узла

 

Изобретение относится к контролю технического состояния подщипникового узла и позволяет повысить точность контроля подшипниковых узлов за счет учета зазора в подшипниковом узле. Для этого радиальный зазор рассчитывают по собственной частоте огибаклцей частоты вращения вала, моменту инерции вала и массе вала.2 tai. N9 4 VI sl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„! 247709 (.5Н 4 С 01 И 13/04

ВСЕСОВМ 4 Я

13,.",,,„,,„13

ВКЬМИОТЫА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTI44 (21) 3874437/25-27 (22) 29.03.85 (46) 30.07.86. Бюл. ll 28 (71) Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт (72) А.В.Авринский, С.А.Рыков и Ю.М.Соловьев (53) 658 562 ° 012.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР ,Р 868416, кл. С 01 М 13/04, 1981. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА (57) Изобретение относится к контролю технического состояния подшипникового узла и позволяет повысить точность контроля подшипниковых узлов за счет учета зазора в подшипниковом узле. Для этого радиальный зазор рассчитывают-по собственной частоте огибающей частоты вращения вала, моменту инерции вала и массе вала.2 ип, mg28 о (6) 20

r*=(r+K )е

jut

30 (2) r, = mg/cy

i(<î

Х = 2Е(1-cosЧ)е" (8) 40 (3) (5) 1 :12

Изобретение относится к подшипниковой промьппленности и может быть использовано преимущественно для контроля технического состояния подшипниковых узлов.

Цель изобретения — повышение точности контроля путем учета зазора в подшипниковом узле.

На фиг.1 показана общая принципиальная схема колебаний вала в опорах скольжения; на фиг.2 — схема колебания вала непосредственно в зазоре подшипника скольжения.

Вертикальные колебания вала, массой m при вращении в подшипниках

Э скольжения с зазором состоят из двух составляющих: колебаний, обусловленных действием центробежных сил и упругости вала r и колебаний вала в зазоре подшипника Х . Тогда общие колебания массы вала в вертикальной плоскости равны сумме этих колебаний

4 где ы — частота вращения.

Колебания вала под действием центробежной силы и силы упругости происходят относительно оси У, смещенной от центральной оси У на величину статического прогиба вала гр, оп" ределяемого как где с — жесткость вала.

Амплитуда колебаний г относительS но оси У находится из равенства восстанавливающей и центробежной силы е г =

Ю - .1 с .где и =) — — первая собственная .час"ш . тота изгибных колебаний вала.

Амплитуда колебаний массы вала Х

1 определяется .из уравнения

АХ,+с(Х -Х ) = О, (4) где Х вЂ” колебания вала в зазоре и подшипника.

Величина Х определяется исходя из схемы колебаний вала в зазоре подшипника как

1 (Я 1 rg)

Х =28(1-cos×)å

47709 2 где — величина зазора, Я вЂ” угол отклонения вала, Я.; собственная частота колебаний вала в зазоре, 1 — фаза.

Собственная частота колебаний вала в зазоре „ определяется путем представления колебаний вала в зазоре как колебаний физического ма1О ятника. При этом колебания вала происходят вокруг точки подвеса, удаленной от центра масс вала на величину, равную 2 S где о — величина зазора в подшипнике. Тогда, опреде15 лив момент инерции массы вала относительно этой точки и массу вала, собственная частота колебаний вала в зазоре определяется как где о — величина зазора в. подшипнике, m — - масса вала

I — момент инерции массы вала.

Подставляя (5) в (4) и решая уравнение находят Х4 как

28(1-созе)е 1 (Я 4+9)

1 (о)Я

Ио

Учитывая, что (Я /а, )е4.1, выражение (7) принимает вид

Подставляя зависимости (3) и (8) в (1), получают

r*= — 1+ke" е ", (9) (M )2-1 где к — числовой коэффициент.

Тогда возмущающая сила, действующая в опоре подшипника, равна

Р сг* се 1+ фф+ fèÑ(10) (-Яo ) -1 )50

Таким образом, частотный спектр возмущающей силы, действующей в опоре подшипника, содержит огибающую частоты вращения вала, т.е. модулирован ную частотой Я, частоту вращения ы.

55 Ввиду того, что вибрационный сигнал пропорционален величине силы, то он также содержит модулированную частотой Я., частоту вращения вала 61

Я., 2т

2mg,где 2,—

Д

У фиг, 7 фиг. 2

ВНИИПИ Заказ 4116/41

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ю з 1247

Выделяя частоту огибающей Я, на частоте вращения вала, величина зазора 8 определяется как собственная частота огибающей частоты вращения вала", момент инерции массы вала, масса вала, ускорение свободного падения.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет повысить точность и надежность определения величины зазора в подшипниковом узле при работе механизма путем измерения частоты огибающей частоты вращения вала, момента инерции массы вала, массы вала.

Тем самым появляется возможность с большей степенью точности и надежнос. 5 ти контролировать техническое состо709 4 яние механизма в процессе его эксплу атации.

Формула изобретения

Способ контроля технического состояния подшипникового узла1 заключающийся в том, что измеряют вибрацию подшипникового узла, выделяют огибающую амплитуду вибрации, о т .— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля путем учета зазора в подшипниковом узле, измеряют собственную частоту огибающей частоты вращения вала подшипникового узла, массу вала, моменты инерции вала и рассчитывают величину радиального зазора в подшипниковом узле по формуле

g k I

2mg где 8 - радиальный зазор

Я,. — собственная частота огибающей частоты вращения вала, — момент инерции вала, m — масса вала, ускорение силы тяжести.