Устройство для контроля аварийного износа подшипникового узла

 

Изобретение ртносится к подшипниковой промышленности и может быть использовано для контроля износа подшипников в процессе их испытаний и эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет одновременного учета изменения радиальных и осевых зазоров подшипников. В процессе эксплуатации или испыта - ний подшипников 1 и 2 из-за износа контактных поверхностей их деталей происходит увеличение внутренних заИзобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано для контроля износа подшипников в процессе их испытаний и эксплуатации. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет одновременного учета изменения радиальных и осевых зазоров подшипников. На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2-4 - расположения световых пучков соответственно в зоров подшипников - радиальных и осевых. В результате возникают соответствующие смещения вала 3 как в радиальном, так и в осевом направлениях . Общее изменение суммарной величины светового потока, падающего на приемник излучения 7, будет равно суммарной величине светового потока , которая зависит от изменения ди аметров участков 18 и 19 кольцевого канала, вызванных радиальным и осевым смещением подвижного элемента 6. Усиленный и преобразованный электрический сигнал с приемника излучения / с помощью блока электронной обработки сигнала 13 поступает на регис грирующее устройство 14 и на компаратор 15. При достижении предельно допустимого (аварийного) износа подшипников величина электрического сигнала достигает заданной величины опорного напряжения компаратора 15, что, приводит к его индикации в блоке 16 и срабатыванию световой и звуковой сигнализации. 4 ил. исходном состоянии вала подшипникового узла при чисто радиальном перемещении вала и при чисто осевом перемещении вала. Устройство для контроля аварийного износа подшипникового узла содержит подшипники качения 1 и 2, установленные на валу 3 в корпусе 4 подшипникового узла с распорной втулкой 5, подвижный элемент 6, жестко закрепленный на торце вала 3, соосный ему и обращенный своей конической частью с& со 00 о б 00

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (gg)g С 01 М 13/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ГВУ (21) 4664720/27 (22) 20,03.89 (46) 15 ° 12.91. Бюл. 46 (71) Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (72) В.П. 4ечуевский (53) 658.562.012.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 1449857, кл. G 01 M 13/04, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АВАРИЙ.НОГО ИЗНОСА ПОДИИПНИКОВОГО УЗЛА (57) Изобретение ртносится к подшип. никовой промышленности и может быть использовано для контроля износа подшипников в процессе их испытаний и эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет одновременного учета изменения радиальных и осевых зазоров подшипников.

В процессе эксплуатации или испыта ний подшипников 1 и 2 из-за износа контактных поверхностей их деталей происходит увеличение внутренних заИзобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано для контроля износа подшипников в процессе их испытаний и эксплуатации.

Целью изобретения является повы.шение точности контроля за счет одновременного учета изменения радиальных и осевых зазоров подшипнИков, На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2-4 - расположения световых пучков соответственно в

2 зоров подшипников - радиальных и осевых. В результате возникают соответствующие смещения вала 3 как в радиальном, так и в осевом направлениях. Общее изменение суммарной величины светового потока, падающего на приемник излучения 7, будет равно суммарной величине светового пото- ка, которая зависит от изменения ди аметров участков 18 и 19 кольцевого канала, вызванных радиальным и осевым смещением подвижного элемента 6.

Усиленный и преобразованный электрический сигнал с приемника излучения

7 с помощью блока электронной обра-. ботки сигнала 13 поступает на регис грирующее устройство 14 и на компара" тор 15. При достижении предельно допустимого (аварийного) износа подшипников величина электрического сигнала достигает заданной величины опорю с ного напряжения компаратора 15, что приводит к его индикации в блоке

16 и срабатыванию световой и звуко-, вой сигнализации. 4 ил. исходном состоянии вала подшипникового узла, при чисто радиальном перемещении вала и при чисто осевом пе« ремещении вала.

Устройство для контроля аварийного износа подшипникового узла содер-. жит подшипники качения 1 и 2, установленные на валу 3 в корпусе 4 подшипникового узла с распорной втулкой 5, подвижный элемент б, жестко закрепленный на торце вала 3, соосный ему и обращенный своей конической частью

1698668

30 в сторону приемника излучения смонтированного в вершине конического отверстия корпуса 8, источники светового излучения 9 и 10, расположенные диаметрально противоположно

5 в основан ии кон иче ского отве рстия корпуса 8, диафрагмы 11 и 12, блок электронной обработки сигнала 13, регистрирующее устройство 14, компаратор 15, блок индикации 16.и блок световой и звуковой сигнализации 17.

: Источники излучения 9,10 и диафрагмы 11,12 формируют параллельные световые пучки. Оптические оси источников излучения 9,10 параллельны образующей конической поверхности отверстия корпуса 8, расположены под углом друг к другу и пересекаются

Hi3 Оси BBJlB 3 в точке, лежащей HB 20 рабочей чувствительной площадке приемника излучения 7. Источники излучения 9 и I0, диафрагмы ll и 12, приемник излучения 7 установлены в корпусе 8 с возможностью регулирования их перемещения относительно друг друга.

Устройство для контроля аварийного износа подшипникового узла работает следующим образом.

Первоначально производится тари- ровка измерительной системы.Для этого источники светового излучения 9 и- 1О и соответствующие диафрагмы 11 и 12 располагают таким образом, чтобы их оптические оси излучения совпадали с осями участков 18 и 19 кольцевого канала, и диаметры световых пучков 20 и 21 от источников светового излучения были равны диаметрам соответствующих участков 18 и 19 кольцевого канала 22. образованного подвижным элементом 6 (конусом) и внутренней конической поверхностью ,отверстия корпуса 8. При таком рас- 45

,положении элементов световые потоки от источников светового излучения 9 и 10, пройдя через диафрагмы 11 и 12 по соответствующим участкам 18 и 19 кольцевого канала 22, попадают на рабочую чувствительную площадку приемника светового излучения 7. В результате этого световой поток на приемнике будет равен сумме световых потоков от источников излучения 9 и 10. Следовательно, на чувствительной площадке приемника излучения 7 будет сфокусирован максимальный световой поток.

В процессе эксплуатации или испытаний контролируемого подшипникового узла, т.е ° подшипников 1 и 2, из-за износа контактных поверхностей их деталей происходит увеличение внутренних зазоров подшипников - радиальных и осевых. В результате этого наращивается точность вращения подшипников 1 и 2 и вала 3, возникают соответствующие смещения вала 3 как в радиальном, так и в осевом направлении.

При смещении вала 3 в радиальном направлении, например вверх, смещается. s этом направлении и подвижный элемент (корпус) 6> например, на величину 1 . В результате этого учас- ток 18 кольцевого канала 22, образованный верхней поверхностью конуса 6 и соответствующим участком внутренней конической поверхности отверстия корпуса 8, уменьшится, так как канал будет перекрываться конусом 6. Это, в свою очередь, приведет к уменьшению суммарного светового потока падающего на приемник излуче— ния 7 и к соответствующему изменению его электрического сигнала, поступающего в блок электронной обработки сигнала 13. Несмотря на то, что участок 19 кольцевого канала 22, образованный нижней поверхностью конуса 6 и соответствующим участком конической поверхности отверстия корпуса 8, при смещении конуса 6 вверх, увеличится, однако увеличения светового потока от источника излучения

1 О, падающе го на приемн ик и злу че н ия

7, не произойдет. Это связано с тем, что диаметр светового пучка 21 от источника излучения 10 ограничен только диаметром отверстия диафрагмы 12 и увеличение диаметра участка

19 кольцевого канала 22 не влияет на величину светового потока, прохо-. дящего к приемнику излучения 7.

При смещении вала 3 в осевом направлении, например вправо (в заведомо известном направлении воздействия осевой нагрузки), суммарный поток, поступающий на приемник излучения 7 от источников излучения

9 и 10, будет уменьшаться. Это вызвано тем, что диаметры участков 18 и 19 кольцевого канала 22 будут уменьшаться, так как происходит сме щение вправо конуса 6 в осевом направлении. Следовательно, будут про1"98668 порционально уменьшаться и величины световых потоков от источников излучения 9 и 10, в результате чего произойдет уменьшение суммарной вели 5 чины светового потока на приемнике излучения 7, следовательно, и умень= шение его электрического сигнала, поступающего в блок электронной обработки сигнала 13.

Учитывая, что при износе подшипни ков 1 и 2 происходит одновременное смещение вала 3 в радиальном и осевом направлениях, общее изменение суммарной величины светового потока, падающего на приемник излучения 7, будет равно суммарной величине светового потока, которая зависит от изменения диаметров участков 18 и 19 кольцевого канала 22, вызванных ради- 2О альным и осевым смещением подвижного элемента 6.

При этом, чем больше износ подшипников, тем больше увеличение ра- 25 диальных и осевых зазоров, следовательно, больше смещение вала 3 и подвижного элемента сонуса) 6 в радиальном и осевом направлениях и меньше световой поток, падающий на при- 3О емник излучения 7. Усиленный и преобразованный электрический сигнал с приемника излучения 7 с помощью блока электронной обработки сигнала 13 поступает на регистрирующее устройство 14 и на компаратор 15. С помощью регистрирующего устройства 1ч можно определять величину износа контролируемых подшипников в любой промежуток времени в процессе их эксплуата- 4О ции или испытаний. В компараторе 15 веЛичина электрического сигнала, характеризующего величину текущего износа подшипников 1 и 2, сравнивается с опорной величиной электрическо 45 го сигнала, например напряжением.

Опорное напряжение, характеризующее допустимую предельную величину износа, может быть определено экспериментальным или расчетным путем для любых заданных промежутков времени эксплуатации, испытаний или величин наработок подшипников. При достиже-нии предельно допустимого (аварийного) износа подшипников величина электрического сигнала достигает эаданнои

55 величины опорного напряжения компаратора 15, что приводит к его индикации в блоке индикации 16 и срабаты" ванию световой и звуковой сигнализации 17.

В предложенном устройстве предусмотрена возможность регулировки чувствительности измерительной системы путем: взаимного перемещения источников светового излучения 9 и 10, диафрагм

11 и 12, приемника излучения 7, изменения размеров щелей диафрагм .11 и 12, изменения углов наклона образующих подвижного элемента 6 ивнутренней поверхности отверстия крышки 8 относительно оси вала 3.

По сравнению с известными техническими решениями предлагаемое изобретение позволяет повысить точность контроля износа подшипников качения, так как износ подшипников оценивается по изменению внутренних зазоров подшипников — радиальных и осевых.

Устройство позволяет автоматизи- ровать процесс контроля износа подшипников и прогнозировать процесс их технического состояния, что позволяет эксплуатировать подшипники по техническому состоянию, предупредив выход их из строя. Это, в свою очередь, позволит повысить надежность изделий и безопасность полетов воздушных судов ° формула изобретен ия

Устройство для контроля аварийно

ro износа подшипникового узла, содержащее измерительную систему с датчи ком перемещен ия, состоящим из корпуса с источником и приемником светового излучения и элементами для крепления на торце подшипникового узла, а также подвижный элемент, с посадочными поверхностями для крепления на торце вала подшипникового узла, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет одновременного учета изменения радиальных и осевых зазоров подшипников, оно снабжено вто-. рым источником светового излучения, подвижный элемент выполнен в виде конуса, в крышке выполнено коничес" кое отверстие, охватывающее подвижный элемент с зазором, источники светового излучения расположены диаметрально противоположно в основании конического отверстия крышки, а приемник светового излучения смонтирован в вершине конического отверстия крышки.

- 1698668 Риг.1

ZZ

Составитель И. Баранов

Редактор Н. Каменская Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 4386 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðoä„ óë.Ãàràðèíà, 101