Стенд для испытания подшипников качения

 

Использование: в машиностроении, в частности, в подшипниковом производстве. Сущность изобретения: стенд для испытания подшипников качения содержит статор, ротор для установки испытуемых подшипников, выполненный в виде двух полых валов, соединенных с помощью фланцев, пневмосистему, осевой нагружатель и информационно-измерительную систему. Во внешних концах полых валов установлены дроссельные заслонки. Осевой нагружатель имеет "п" элементов, но не менее двух, причем один из элементов в парах выполнен с дисбалансом относительно противоположного ему элемента. Внутренние поверхности валов со стороны фланцев имеют коническую или сферическую форму, на которых под острым углом установлены турбинные лопатки. Пневмосистема включает в себя компрессор и вакуумный насос. Элементы в парах, воспринимающих давление, выполнены в виде лопастей полукруглой, полуэлипсной или прямоугольной формы. Элементы в парах могут быть выполнены в виде чашек с разными массами. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к стендам для вибрационной диагностики подшипников качения и может быть использовано в подшипниковом производстве.

Известен стенд, содержащий статор, ротор для установки испытуемых подшипников, выполненный в виде двух полых валов, соединенных с помощью фланцев, пневмосистему, трубопроводы которой через подвижные соединения связаны с внешними концами полых валов ротора, осевой нагружатель, выполненный в виде сплошного диска с центробежными турбинами, расположенными внутри ротора, и информационно-измерительную систему.

На фиг. 1 изображен стенд, продольный разрез ротора; на фиг. 2 - кинематическая система пневмосистемы с управляющим золотником, разрез; на фиг. 3-6 варианты конструктивного исполнения осевого нагружателя; на фиг. 7 - опора осевого нагружателя в пазе ротора.

Основными узлами и деталями стенда для испытания подшипников качения являются: статор 1, ротор 2 для установки испытуемых подшипников 3, выполненный в виде двух полых валов 4, соединенных с помощью фланцев, осевой нагружатель, расположенный внутри ротора и выполненный в виде "п" элементов 5, но не менее двух, воспринимающих давление воздуха и установленных попарно на оси вращения 6 с опорами (на фиг. 1 не показаны), выполненными в стенках корпуса ротора. Один из элементов в парах, по крайней мере в одной, выполнен с дисбалансом "m" относительно противоположного ему элемента. Поверхности элементов 5, воспринимающих давление воздуха, ориентированы по направлению потока воздуха. Во внешних концах полых валов установлены дроссельные заслонки 7, выполненные в виде части круга, ограниченного дугой окружности с диаметром, соизмеримым с внутренним диаметром вала и прямой, соединяющей концы этой дуги, и ориентированные диаметрально противоположно друг другу. Части внутренних поверхностей полых валов со стороны фланцев имеют коническую (как показано на фиг. 1) или сферическую форму, на которых под острым углом установлены турбинные лопатки 8, ориентированные по направлению потока воздуха. Дисбаланс в осевом нагружателе может быть создан или с помощью дебалансного груза 9, установленного с возможностью перемещения (перестановки) вдоль оси симметрии элемента, воспринимающего давление воздуха и (или) по его периметру, или путем выполнения элементов в парах, воспринимающих давление воздуха, с разными массами, например, в виде сферической или эллипсной формы.

Пневмосистема (фиг. 2) включает в себя компрессор 11 и вакуумный насос 12, выходы которых связаны через управляющий золотник 13 с соответствующими трубопроводами 14 и 15, подвижно соединенными, например, посредством металлических рукавов, с внешними концами полых валов ротора (на чертеже не показано). Управляющий золотник состоит из нагружающего цилиндра 16 двойного действия с трехсекционным поршнем 17. Полости цилиндра, например, через клапаны 18 и 19 соединены с трубопроводами соответственно компрессора и вакуумного насоса.

Одним из вариантов выполнения элементов в парах, воспринимающих давление воздуха, могут быть лопасти полукруглой или полуэллипсной, или прямоугольно1 (фиг. 3) формы с плоскими поверхностями 20 и 21, установленные симметрично относительно оси вращения 6 осевого нагружателя, расположенной перпендикулярно оси вращения ротора. Дебалансный груз 9 при такой конструкции осевого нагружателя можно устанавливать по всей поверхности лопасти.

Элементы, воспринимающий давление воздуха, могут быть установлены на стержнях (поз. 10 фиг. 1 и поз. 22, 23 фиг. 4) с возможностью их перемещения вдоль оси стержня, пересекающей ось вращения осевого нагружателя.

Стержни 22 и 23 (фиг. 4), несущие элементы 5, воспринимающие давление воздуха, могут быть установлены на оси вращения 6 осевого нагружателя шарнирно, под острым углом α к ней, причем, по крайней мере, один из пары стержней подпружинен относительно оси.

Элементы 5 (фиг. 5), воспринимающие давление воздуха, могут быть расположены на рамках 24 одинаковых геометрических размеров с возможностью их перемещения по периметру рамок, выполненных в виде полукольца или полуэллипса (как на фиг. 5) и установленных симметрично относительно оси вращения 6 осевого нагружателя.

Элементы 5 (фиг.6), воспринимающие давление воздуха, можно расположить на рамках 25, выполненных из упругого материала в форме эллипса, установленных на опорах 26 осевого нагружателя симметрично, таким образом, что большая ось эллипсов пересекает ось вращения осевого нагружателя.

Опоры 26 (как и оси вращения 6), в общем случае могут быть смонтированы (см. фиг. 7) в пазах 27, выполненных в стенках корпуса ротора 2 параллельными оси его вращения; при этом каждая в отдельности опора двухсторонне подпружинена относительно корпуса ротора, например, с помощью пружин 28 и 29, жесткость которых не обязательно одинакова.

Формула изобретения

1. Стенд для испытания подшипников качения, содержащий статор, ротор для установки испытуемых подшипников, выполненный в виде двух полых валов, соединенных с помощью фланцев, пневмосистемы, трубопроводы которой через подвижные соединения связаны с внешними концами полых валов ротора, осевой нагружатель, расположенный внутри ротора, и информационно-измерительную систему, отличающийся тем, что во внешних концах полых валов установлены дроссельные заслонки, выполненные в виде части круга, ограниченного дугой окружности с диаметром, соизмеримым с внутренним диаметром вала, и прямой, соединяющей концы этой дуги, и ориентированные диаметрально противоположно одна другой, осевой нагружатель, имеющий n элементов, но не менее двух, воспринимающих давление воздуха и установленных попарно на оси вращения с опорами, выполненными в стенках корпуса ротора, причем один из элементов в парах, по крайней мере в одной, выполнен с дисбалансом относительно противоположного ему элемента, при этом поверхности элементов, воспринимающие давление воздуха, ориентированы по направлению потока воздуха, при этом части внутренних поверхностей полых валов со стороны фланцев имеют коническую или сферическую форму, на которых под острым углом установлены турбинные лопатки, ориентированные по направлению потока воздуха, а пневмосистема включает в себя компрессор и вакуумный насос, выходы которых связаны через управляющий золотник с соответствующими трубопроводами.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что элементы в парах, по крайней мере в одной, воспринимающие давление воздуха, снабжены дебалансными грузами, по крайней мере одним, установленными с возможностью перемещения или перестановки вдоль оси симметрии элемента и/или по его периметру.

3. Стенд по пп.1 и 2, отличающийся тем, что элементы в парах, воспринимающие давление воздуха, выполнены в виде лопастей полукруглой, или полуэллипсной, или прямоугольной формы с плоским поверхностями, установленных симметрично относительно оси вращения осевого нагружателя, расположенной перпендикулярно оси вращения ротора.

4. Стенд по пп.1 и 2, отличающийся тем, что элементы в парах, воспринимающие давление воздуха, выполнены в виде чашек с разными массами, установленных на стержных с возможностью их перемещения вдоль оси стержня, пересекающей ось вращения осевого нагружателя, причем вогнутая часть чашек ориентирована по направлению воздушного потока.

5. Стенд по пп.1 и 4, отличающийся тем, что стержни установлены на оси вращения осевого нагружателя шарнирно под острым углом к ней, причем по крайней мере один из пары стержней подпружинен относительно оси.

6. Стенд по пп.1, 2 и 4, отличающийся тем, что элементы, воспринимающие давление воздуха, расположены на рамках одинаковых геометрических размеров с возможностью их перемещения по периметру рамок, выполненных в виде полукольца или полуэллипса и установленных симметрично относительно оси вращения осевого нагружателя.

7. Стенд по пп.1, 2 и 4, отличающийся тем, что элементы, воспринимающие давление воздуха, расположены на рамках, выполненных из упругого материала в форме эллипса, установленных на опорах осевого нагружателя симметрично так, что большая ось эллипсов пересекает ось вращения осевого нагружателя.

8. Стенд по п.1, отличающийся тем, что опоры осевого нагружателя смонтированы в пазах, выполненных в стенках корпуса ротора, параллельными оси его вращения, при этом каждая в отдельности опора двусторонне подпружинена относительно корпуса ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7