Устройство для измерения радиальных сил,действующих на вращающиеся валы

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и точность замера сил, действующих на вращакяциеся валы в подаипниках, путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов. Устройство содержит соизмерительные датчики, бесконтактные вихретоковые датчики и отметчики углов поворота. Датчик, регистрирующий изменение радиальных сил, выполнен пьезоэлектрическим и установлен в пазу вала под подшипником. Все датчики подключены к регистрирующему блоку (РБ) с индикаторами. Радиальное усилие передается через подшипни1 и на соизмерительные элементы, и их перемещение воспринимается вихретоковыми датчиками, превращается в электрический ток и подается на РБ. Одновременно усилие воспринимается пьезоэлектрическим датчиком, сигнал которого подается на РБ, где производится осциллографирование. 2 з.п. ф-ль, 1 ил. (Л 00 4 Од ГС о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

276 А1 (19) (11)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4012688/25-06 (22) 18.11.85 (46) 07.10.87. Бюл. Р 37 (72) В. Ф. Ставнистый

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (53) 621.22.8(088.8) (56) Харазов Э.Г. Исследование сил. действующих на опоры винтового компрессора. Дис. канд. техн. наук.

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И. Калинина.—

Л., 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНЫХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ВРАЩАЮЩИЕСЯ ВАЛЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и точность замера сил, действующих на вращающиеся валы в подшипниках, путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов. Устройство содержит соизмерительные датчики, бесконтактные вихретоковые датчики и отметчики углов поворота. Датчик, регистрирующий изменение радиальных сил, выполнен пьезоэлектрическим и установлен в пазу вала под подшипником. Все датчики подключены к регистрирующему блоку (РБ) с индикаторами. Радиальное усилие передается через подшипники на соизмерительные элементы, и их перемещение воспринимается вихретоковыми датчиками, превращается в электрический ток и подается на РБ.

Одновременно усилие воспринимается пьезоэлектрическим датчиком, сигнал которого подается на РБ, где производится осциллографирование. 2 s.n. ф-лы, 1 ил.

1343276

Пз .бретение относится к измерительной технике и может быть использована для измерения радиальных сил, действующих на вращающиеся валы в подшипниках.

Цель изобретения — повышение надежности и точности замера сил, действующих на вращающиеся валы н подшипниках, путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов.

Ва чертеже показано устройство для где ы — угловая скорость вращения вала;

n — числа подвижных элементов

35 в подшипнике.

Все остальные датчики подключаются к регистрирующему блоку 5 непосредственна. Геометрические размеры паза вала выбираются из условия

40 тП Вэ 5 8.10

-<> E I

R мнн где L, В длина и ширина паза вала соответственно", 45 ширина внутренне го кольца подшипника; момент инерции кольца подшипника, ограниченного плоскостью паза; 50 модуль упругости материала внутреннего кольца подшипника; минимальная радиальная сила, воспринимаемая пье55 зоэлектрическим датчиком на пороге его чувствительности, определенная экспериментально. мин измерения радиальных сил.

Устройство содержит силоизмерительные упругие элементы 1, расположенные пад углом /4 к оси вала, установленного в подшипниках, бесконтактные силоизмерительные вихретоковые датчики 2, установленные к силаизмерптельным элементам 1, пьезоэлектрический силоизмерительный датчик 3, расположенный в пазу вала под подшипником, отметчики 4 углов поворота вала и регистрируюший блок 5 с индика- 25 торами 6 и 7, кроме того, пьезоэлектрический датчик 3 подключен к индикатору 6 через фильтр верхних частот, частота среза 1 которого определяетср ся i.з условия

urn

2н

Устройство работает следующим образам.

При вращении вала радиальное усилие, действующее на вал, передается через подшипники на упругие силоизмерительные элементы 1 и их перемещение воспринимается вихретоковыми датчиками 2, превращается в электрический ток и подается на регистрирующий блок

5, где контролируется по индикатору

6 ° Одновременно усилие воспринимается и пьезоэлектрическим датчиком 3, сигнал от которого подается на блок

5, где производится осциллографирование.

Для нахождения радиальных сил по углу поворота вала на осциллограмме с помощью отметчиков 4 углов в момент прохождения паза вала около отметчикав 4 формируются импульсы напряжения, которые и подаются на индикатор 7. Полученные метки являются на осциллограмме ординатами усилий, действующих на упругие силоизмерительные элементы 1.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения радиальных сил,действующих на вращающиеся валы в подшипниках, содержащее силоизмерительные датчики и регистрирующий блок с индикаторами, о т л,и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности замера сил путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов, устройство снабжено бесконтактными вихретоковыми датчиками и отметчиками углов поворота, а также датчиком, регистрирующим изменение радиальных сил, выполненным пьезоэлектрическим и установленным в пазу вала под подшипником, причем все датчики подключены к регистрирующему блоку с индикаторами.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пьезоэлектрический датчик подключен к индикатору через дополнительно установленный электрический фильтр верхних частот, частота среза f, которого определяется следующей зависимостью:

Е„, ц и/2 где <.! — угловая скорость вращения исследуемого вала;

1343276

Rìèí условия l0 и — число подвижных элементов в подшипнике .

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что геометрические размеры паза вала выбраны из

-a3 E

L > Н; В 58 10 миН где Ь вЂ” длина паза;

Б — ширина паза;

Н вЂ” ширина внутреннего кольца подшипника; момент инерции кольца подшипника, ограниченного площадью паза; минимальная радиальная сила, воспринимаемая пьезоэлектрическим датчиком на пороге его чувствительности, определяемая экспериментально; модуль упругости материала внутреннего кольца подшипника.