Устройство для измерения радиального зазора подшипника

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений. Сигналы с командоаппарата 21 приводят к поочередному срабатыванию электромагнитов. При этом оправка 5 под действием усилия от стержня 10 совершает колебательное движение. В статоре 9.1 датчика угла возникает сигнал рассогласования, который усиливается усилителем 12 и передается на статор 8.1 датчика момента. Под действием усилия датчика момента приводится в колебание вал 2, на которое насажено внутреннее кольцо 3.1 контролируемого подшипника. Частота сигналов с командоаппарата на вход электромагнитной системы увеличивается по линейному закону. В момент достижения частоты маятниковых колебаний подшипника резонансной частоты, зависящей от контролируемого зазора, скачком возрастает амплитуда, что фиксируется вторым блоком 19 сравнения. Одновременно изменяется фаза вынужденных колебаний на 180°, что фиксируется цепью из фазового детектора 13 и первого блока 14 сравнения. Сигналы с выходов блоков 14, 19 сравнения подаются на блок 15 совпадения, с выхода которого импульс поступает на вход счетно-решающего блока 16, на второй вход которого поступает сигнал с частотомера 20. Значения контролируемого зазора индицируются на индикаторе 17. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 М 13/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4412164/24-28 (22) 19.04.88 (46) 07.01.90. Бюл. № 1 (72) В. П. Миронович, Л. В. Михайлов, Н. П. Скафтымова, B. В. Федоренко и F. Е. Чаадаева (53) 658.562.012.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1051404, кл. G 01 М !3/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 849031, кл. G Ol М 13/04, !979.

ÄÄSUÄÄ 1534360 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА ПОДШИПНИКА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений. Сигналы с командоаппарата 21 приводят к поочередному срабатыванию электромагнитов. При этом оправка 5 под действием усилия от стержня 10 совершает колебательное движение. В статоре 9.1 датчика угла возни!

534360

2 кает сигнал рассогласования, который усиливается усилителем 12 и передается на стытор 8.! датчика момента. Под действиеit усилия датчика момента приводится в колебание вал 2, на которое насажено внутреннее кольцо 3. контролируемого подшипника. Частота сигналов с команда. аппарата на вход электромагнитной сис темы увеличивается по линейному закону.

В момент достижения частоты маятниковь» колебаний подшипника резонансной частоты, зависящей 01 контролируемого зазора, скачком возрастает а мплитудd, чти

Изобретение относится к 1!змерительной технике и может быть HCHO;ib»oB»i!o в приборостроениии и м а ши нострое»! и и для измергния радиальных зазоров в под!Нипникях.

Цель изобретения — повын!ение Toч. ности измерения зазора за счет исключе ния контактных деформаций элем< итон пол шипника при измерении. (13 фпг. 1 приведена (труктурняя схемг устройства; на фиг. 2 -- с(ченис А-А пя фиг. 1; на фиг. 3 — структурная схема ко мандоаппарата; на фиг. 4 — эпюры н3 пряжений, поясняющие работу устройства.

< (ТРОЙСТВО Д.1Я ИЗМЕP(1- !!H РЯ,»H(!!>H0I о зазора (фиг. 1) со:»с-ржит к(рпу, 1, B3i1 2 ь!1! монтаж-1 Вн1твенн<:I!) Олi;i;

3.1, !»сс.»еду(мого подшипника 1,;»i" I «"; уетаНОВЛЕННуЮ В KOpili t:epV »0 )Ч: ЫВ ку 4 для крепления н»ру):;ного;.Ольця 3.2 исследуемого подшипник;1 > и втор гю i)l!p»яку 5, насаженную ня»ol10.!íHT(,lt t!blé i,»d

6, соосный с ва lot«2, и,cтыно»»ленну»0 в опорах 7 вращения в корпусе !. Б )lli)tltiке 5 зыкрепл(ны статор 8. датчика 8 10 ыеь— та и статор 9.1 датчика () угла, роторы 8. .! и 9.2 которых жестко связаны с ва Iol)l 1.

Ня второй оправке 5 также:33Kp(t!.1BH Один конец стержня 10, выполненного из v!3»нитного материала, другой конец к<) горого размещен в зазоре между электромагни тами !1.1 и !.2 эл(ктромагнитной системы

1!. Устройство вклк)чает тяк)ке последова тельно соединенные усилитель 17, фазовый детектор 3, первый блок 14 сравнения блок 15 совпадения, счетно-решак)щий блок

16 и индикатор 17, после»овательно соединенные источник 18 опорного сигнала и второй б,!ок !9 сравнения, а также частотомер 20 и командоаппарат 21, первыи и f!10рой выходы которого соединены с входамп электромагнитов !1.(и 1!.2, 3 третий выход соединен с вторым »3хог»О)1 фазoBO!0 детектора 13 и входом частотомера 20, »)ыхог, которого соединен с вторым входом счетно-решающего блока 16. Б: од усилителя

l2 соединен со статором 9, 1,33ò÷èка 9 угля, 1

50 55 фиксируется вторым блоком 19 сравнения.

Одновременно изменяется фаза вынужденных колебаний на !80, что фиксируется цепью из фазового детектора 13 и первого блока !4 сравнения. Сигналы с выходов блоков !4, 19 сравнения подаются на блок

15 совпа.låíèÿ, с выхо (3 которого импульс поступает ны вход счетно-решающего блока !

6, на второй вход которого поступает сигнал с частотомер» 20. Значения контролирмемо го зазора и нди ц » дуются па и i!3 H K3 торе 17. 4 ил. первый егO Btl .Oit — со сгытором 8., датчика

8 мимен гы, второи ег<.:,ых.! 1, coåTHHBн с

3TOpbI i)1 t3)

24 питания, первый и »3тогой выхо.-.b! котор)го являются первым и втор.-лм выход-;м:» командоаппарата 21, (! выход;;I;ep»Tnpa

22 — его тр.тьим выходс»«.

Устройство работае... следую.»Hм .).ра! )!Л .- I0 УНР:- 11iltoII)el

3 l1lI3p3T3 21 выход 0„!OK i 24 питы Н и я. Ilp!»

i10H3.1(ни и элект )OIIHTd Hl» H пооче(7ед» г с рыб»ты!3ают электромагниты 1!.1 и 11.2 (<)и-. 1), притягивая itыходящийся между нн. II» стер. жень! 0 и г»ос,»едний COBepi!i»eT мыятниговые колебания с 13сТОТоН, соответству!0»цей частоте сигнала, выдаваемого генератором 22.

Вместе со с!ержнем !О соверц»яет х»аятниковые колебания и вторая UBравка 5 и, соответственно, статор 9.! дат ика 9 . гла.

Г(1 к К3 к в !» 3 чал ьн ыи мО<м(1, т poTOp датчика 9 у гла неподвижен. то в об:-«отке с!вторя 9. возникает сигнал 7яссогласования, который усиливается уси.!НТВ.)ем

12 H HOCT)ill»ET H3 СТ»ТОр 8.1,BBTчика 8 момента, ротор 8.2 которого п(1(10(!)ячивыется, отрабатывая угол рассогласования, и вынуждает поворачиваться вал 2, на котором закреплены роторы 8.2 и 9.2 датчиков 8 и 9, и совершать маятниковые колебания.

Таким образом, формируются маятниковые колебания внутреннего кольца 3.1 исследуемого под!ципника 3 с частОтОИ, задаваемой генератором 22.

5

Зазор в подшипнике на частоте собственных маятниковых колебаний связан с этой частотой. формулой л ф где t „— частота собственных маятниковых колебаний подшипника в радиальном направлении;

Л вЂ” зазор в подшипнике;

Р— ускорение свободного падения (9,8 м/с- ) .

Формулу (1) можно представить в следующем виде: (2)

Таким образом,. лля определения величины зазора необходимо зафиксировать частоту собственных маятниковых колебаний внутреннего кольца подшипника. Это делается следующим образом.

Генератор 22 (фиг. 2) работает в режиме автоматической развертки по частоте, т.е. частота его выходного сигнала со временем увеличивается по линейному закону. В тот момент, когда частота вынуждающих колебаний с генератора 22 достигнет частоты собственных маятниковых колебаний, наступит резонанс и разность- фаз вынуждающих колебаний и собственных колебаний внутреннего кольца 3.! подшипник- 3 станет равна !80, а размах собственных колебаний резко возрастет, В момент резонанса амплитуда сигнала на выходе усилителя 12 резко увеличивается, так как скачком возрастает размах колебаний внутреннего кольца 3.1 подшипника 3, датчик 9 угла фиксирует отклонение от нулевого положения резким увеличением напряжения в обмотке стгтора 9.1. Этот сигнал через усилитель 2 с его второго выхода следует ка второй вход второго блока !9 сравнения, где сравнивается с опорным напряжением с источника 18 опорного сигнала. Величина опорного напряжения выбирается таким образом, чтобы не произошло ложного срабатывания от линейного увеличивающегося сигнала, обусловленного инерционностью датчика 8 момента при линейно увеличивающейся частоте вынуждающих колебаний (фиг. 3, эпюрг 25).

По превышению опорного напряжения формируется импульс (фиг. 3, эпюра 27) на выходе блока 19 сравнения.

Изменение фазы колебаний на 180 в момент совпадения частоты вынуждающих колебаний с собственной частотой маятниковых колебаний подшипника фиксируется фазовым детектором 13 при сравнении фазы сигнала с выхода усилителя

12 с фазой вынуждающих колебаний с выхода генератора 22 командоаппарата 21. На выходе фазового детектора 13, непрерывно

534366

q0

Фор.чу.1а изобретения

ЗБ

5 измеряющего раз» ость фаз этих колебаний, при резонансе резко увеличивается напряжение и достигает своего максимального значения (фиг. 3, эпюра 26). Напряжение с фазового детектора 13 сравнивается в первом блоке 14 сравнения с опорным напряжением с второго выхода источника 18 опорного сигнала (фиг. 3, эшора 27). По превышению опорного напряжения в момент резона Hcci фоомк рмc . с я и м п,1ьс кя выходе перво rо б1ока 14 сра в:.IPIIllя (фиг. 3, э":;ара 28).

Таким образом, в ;o»leкт совпадения частот собственных маятниковых колебаний и вынуждающих на выходах обоих блоков 14 и 19 сравнения появляются импульсы, что и регистрирует блок 15 совпадения с выдачей на своем выходе импульса совпадения (фиг. 3, эпюра 29). По этому импульсу разрешается считывание с частотомера 20, работающего в непрерывном режиме счета, значения частоты в счетнорешающий блок 16, в котором производится расчет зазора по формуле (2). Значение зазора индицируется индикатором 7.

Устройство лля измерения радиального зазора подшипника. содержащее корпус, вал лля монтажа контролируемого полшипкика, жестко закреп1cнную в корпусе первую оправку лля крепления наружного кольца подшипника и лва электромагнита, входы которых соелинекы с первым н вторым выходами кома кЛоаппарата, orëè÷àloè1eåcÿ тем, что, с целью повышения точности измерения зазора, око снабжено второй оправкой, установленной сооско с первой оправкой с возvlо?ккоcтbю вращения в корпусе, стержнем пз магнитного материала, один конец которого закреплен на второй оправке, а другой размещен в зазоре между электромагнитами, датчиками момента и угла, роторы которых установлены на валу, а статоры закреплены во второй оправке, последовательно соединенными усилителем, фазовым детектором, первым блоком сравнения, блоком совпадения. счетно-решающим блоком и индикатором, послеловате,|ько соединенными источником опорного сигнала и вторым блоком сравнения, частотомером, вхол которого соединен с вторь м вхолом фазового детектора и третьим выходом команлоаппарата, выход — с вторым входом счетно-решающего блока, вход усилите.|я соединен со статором датчика угла, первый выхол усилителя соединен со статором латчика момента, второй выход — с вторым вхолом второго блока сравнения, выхол которого соединен с вторым входом блока совпадения. а второй выход источника опорного сигнала соединен с вторым входом первого блока сравнения. (534360

1534360

У0Р ,0Ю080 бы (28ых

Составитель Ю. Петраковский

Редактор Е. Папи Техред И. Верес Корректор В. Кабаний

Заказ 37 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Sb

88

ЙЬЛ1

we арриго