Измеритель торцевого износа ротора

Авторы патента:

G01N3/56 - исследование сопротивления износу или истиранию

Владельцы патента RU 2580327:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для точного измерения торцевого износа ротора в процессе работы. Устройство содержит ротор, механически соединенный со статором, источник излучения, выход которого оптически соединен с входом блока оптики, два объектива, выходы которых оптически соединены с входами соответствующих фотоприемников, выходы которых соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом импульсного вольтметра. На ротор нанесены две метки одинакового размера, выполненные в виде полосок с коэффициентом отражения, отличным от коэффициента отражения ротора. Первая метка нанесена на край ротора, а вторая метка сдвинута вдоль оси вращения ротора. Выходы блока оптики через первую и вторую метки оптически соединены с входами соответствующих объективов, при это в заявленное устройство введены усилитель, два аналого-цифровых преобразователя и микропроцессор. Технический результат - повышение точности измерения. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для точного измерения торцевого износа ротора в процессе работы.

Известно устройство для измерения износа детали, содержащее радиоактивную метку, нанесенную на деталь, полупроводниковый Ge (Li)-детектор с многоканальным анализатором, измеряющим износ по интенсивности излучения, которое возникает за счет накопления радиоактивных продуктов износа в смазке [1].

Недостатками устройства являются необходимость специального изготовления или обработки детали для внедрения в нее радиоактивного элемента, применения специальной аппаратуры и особых мер предосторожности по охране труда. Кроме того, если детали работают без смазки, то это устройство нельзя будет использовать.

Наиболее близкимй по технической сущности является устройство для измерения торцевого износа ротора, содержащее ротор, механически соединенный со статором, источник излучения, выход которого оптически соединен с входом блока оптики, два объектива, выход первого объектива оптически соединен с входом первого фотоприемника, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, выход второго объектива оптически соединен с входом второго фотоприемника, выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом импульсного вольтметра, нанесенные на ротор две метки одинакового размера, выполненные в виде полосок с коэффициентом отражения, отличным от коэффициента отражения ротора, первая метка нанесена на край ротора, а вторая метка сдвинута вдоль оси вращения ротора, причем выходы блока оптики через первую и вторую метки оптически соединены с входами соответственно первого и второго объективов.

Недостатком устройства является сравнительно малая точность измерения, обусловленная тем, что сигнал на выходе дифференциального усилителя будет изменяться в зависимости от изменения параметров устройства (например, изменения мощности излучателя, расстояния между ротором и объективами за счет вибрации ротора). Действительно, сигнал на выходе дифференциального усилителя можно представить в следующем виде:

где - k - коэффициент передачи, связывающий размер метки с величиной сигнала;

l - длина метки вдоль оси ротора;

Δl - износ ротора.

Как видно из выражения (1), при изменении «k» меняется величина сигнала на выходе дифференциального усилителя, что приведет к ошибке измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены усилитель, два аналого-цифровых преобразователя и микропроцессор, первый вход которого через первый аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом дифференциального усилителя, а второй вход через второй аналого-цифровой преобразователь и усилитель соединен со вторым входом дифференциального усилителя.

На чертеже, приведенном на фиг. 1, представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, который через блок 2 оптики оптически связан с метками 3 и 4, нанесенными на поверхность ротора 5, находящегося в механическом контакте с неподвижным статором 6, метка 3 через объектив 7 оптически связана с входом фотоприемника 8, а метка 4 через объектив 9 оптически связана с входом фотоприемника 10, выходы фотоприемников 8 и 10 соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя 11, выход которого соединен в входом аналого-цифрового преобразователя 12, второй вход дифференциального усилителя через усилитель 13 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 14, выходы аналого-цифровых преобразователей 12, 14 соединены с входами микропроцессора 15.

При вращении ротора 5 метки 3 и 4 пересекают световой поток, сформированный источником 1 и блоком 2. Коэффициент отражения меток выбирается отличным от коэффициента отражения ротора 5, что приводит к импульсному изменению световых потоков, поступающих через объективы 7 и 9 на соответствующие фотоприемники 8 и 10.

Дифференциальный усилитель 11 вычитает сигналы, в результате чего на его выходе формируется напряжение, пропорциональное износу (выражение 1). Для компенсации изменения коэффициента передачи введены указанные выше блоки. Усилитель 13 введен для того, чтобы обеспечить такой же коэффициент передачи, как и дифференциальный усилитель 11. Поэтому сигнал на выходе усилителя 13 будет равен:

Сигналы на выходах дифференциального усилителя 11 и усилителя 13 преобразуются аналого-цифровыми преобразователями 12, 14 в цифровые коды и подаются на микропроцессор 15, который вычисляет их отношение:

Как видно из этого отношения, коэффициент передачи не влияет на выходной сигнал, что позволяет повысить точность измерения. В остальном устройство работает так же, как описано в работе [2].

Технический результат от использования предложенного устройства заключается в повышении точности измерения.

Изобретательский уровень предложенного способа подтверждается отличительной частью формулы изобретения.

Литература

1. ГОСТ Ρ 52028-2003, КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ, ИЗМЕРЕНИЕ ИЗНОСА И КОРРОЗИИ МЕТОДОМ ПОВЕРХНОСТНОЙ АКТИВАЦИИ.

2. А.А. Титов, А.П. Величко. «Устройство для измерения торцевого износа ротора». Патент на изобретение RU G01B 11/08 №24600371. Опубликован 27.08.2012. Бюллетень №24.

Измеритель торцевого износа ротора, содержащий ротор, механически соединенный со статором, источник излучения, выход которого оптически соединен с входом блока оптики, два объектива, выход первого объектива оптически соединен с входом первого фотоприемника, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, выход второго объектива оптически соединен с входом второго фотоприемника, выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом импульсного вольтметра, нанесенные на ротор две метки одинакового размера, выполненные в виде полосок с коэффициентом отражения, отличным от коэффициента отражения ротора, первая метка нанесена на край ротора, а вторая метка сдвинута вдоль оси вращения ротора, причем выходы блока оптики через первую и вторую метки оптически соединены с входами соответственно первого и второго объективов, отличающийся тем, что в него введены усилитель, два аналого-цифровых преобразователя и микропроцессор, первый вход которого через первый аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом дифференциального усилителя, а второй вход через второй аналого-цифровой преобразователь и усилитель соединен со вторым входом дифференциального усилителя.

Изобретение относится к области физики, а именно к исследованию материалов механическими способами. Устройство содержит основание, ленту шлифовальной шкурки, приводной механизм.

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов // 2573451

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Способ контроля износа пластин коллектора тягового электродвигателя локомотива // 2571622

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения переменных величин и может использоваться в железнодорожных депо для контроля износа пластин коллектора.

Способ определения стойкости инструмента // 2570604

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при определении стойкости инструмента методом, основанным на корреляции между магнитными и физико-механическими свойствами.

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов // 2570367

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов // 2570340

Установка для испытаний на высокотемпературную эрозию // 2570117

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания сплавов, покрытий и других материалов, работающих в условиях высокотемпературной эрозии, характерных для труб топочных экранов бойлеров тепловых электростанций.

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов // 2569920

Устройство для оценки триботехнических свойств гребней колес после плазменной обработки // 2569643

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик.

Способ определения эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов // 2568167

Использование: для определения эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов при воздействии кавитации. Сущность изобретения заключается в том, что одну грань исследуемого объекта упрочняют, после чего проводят кавитационное воздействие в герметичной камере с жидкостью при избыточном гидростатическом давлении, обработку исследуемого объекта ведут гидроакустическим потоком при плотности мощности ультразвукового излучения, достаточной для нахождения исследуемого образца во взвешенном состоянии, оценивают эрозионную стойкость по состоянию рельефа поверхности, его геометрическим и объемным параметрам по сравнению с первоначальным состоянием объекта.

Способ испытания на абразивный износ деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях и устройство для испытаний на абразивный износ деталей машин при высоких температурах и высоких удельных давлениях // 2582895

Изобретение относится к способу испытания на абразивный износ деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях и устройству для исследования абразивного износа деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях, позволяющее определить абразивный износ, возникающий при работе механического оборудования, работающего в экстремально неблагоприятных эксплуатационных условиях. Сущность: контробразец (4) в виде стержня размещается по оси в контейнере (1), нагретом до температуры в пределах (500-1000) K, заканчивающийся образцом (5) с отверстием (6) и боковым каналом (7), после чего образец выдавливается через зазор, закрытый передвижным элементом (8), образованный между поверхностью скользящего элемента (8) и боковым каналом (7) в образце (5), путем воздействия на контробразец (4), расположенный в отверстии (6) образца (5), стержнем (9) пуансона (10), вызывая удельное давление в пределах (300-1200) МПа, причем скорость перемещения передвижного элемента (8) по отношению к зазору составляет 100 м/мин. Устройство для испытания на абразивный износ содержит контейнер (1), выполненный с возможностью нагрева до температуры в пределах (500-1000) К, в отверстии (3) которого размещены стержень (9) пуансона (10) и контробразец (4), входящий в отверстие (6) образца (5) с боковым каналом (7), и скользящий элемент (8), закрывающий отверстие (6), причем стержень (9) пуансона (10) выполнен с возможностью создания удельного давления (300-1200) МПа, а скользящий элемент (8) закрывает отверстие (6) при скорости перемещения относительно зазора (0,1-100) м/мин. Технический результат: возможность испытания материалов на абразивный износ, в частности металлов, характеризующийся изменением формы радиуса между отверстием и боковым каналом, а также изменением веса образца после прохождения заданного пути пластифицированным контробразцом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ оценки противоизносных свойств топлив для реактивных двигателей // 2596630

Изобретение относится к способам оценки эксплуатационных свойств топлив, в частности к оценке противоизносных свойств топлив для реактивных двигателей, и может быть использовано в нефтехимической, авиационной и других отраслях промышленности. Сущность: к вращающемуся относительно горизонтальной оси контробразцу - усеченному конусу, погруженному в испытуемое топливо с заданной температурой, прижимают с постоянной нагрузкой сферический образец в форме шарика, жестко закрепленный в держателе. Держатель имеет возможность свободно вращаться относительно вертикальной оси с периодическим притормаживанием. По окончании испытания замеряют максимальный и минимальный диаметры дорожки износа на поверхности шарика и рассчитывают значение показателя износа. Показатель износа характеризует противоизносные свойства топлив. Технический результат: повышение достоверности оценки противоизносных свойств топлив для реактивных двигателей за счет приближения условий испытания к реальным условиям работы плунжерной пары топливного насоса газотурбинных двигателей. 1 табл., 2 ил.

Устройство определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме // 2597678

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме, в частности катализаторов крекинга. Устройство содержит испытательную камеру, состоящую из корпуса и крышки, жестко закрепленную на штоке, совершающем вертикально возвратно-поступательное перемещение 1300 раз в минуту посредством кривошипно-шатунного механизма. Испытательная камера имеет овальную внутреннюю геометрию, позволяющую снизить вклад ударной нагрузки и увеличить роль истирающей нагрузки на гранулированные материалы в процессе испытаний. Технический результат: возможность моделировать процессы истирания частиц в реакторах с движущимся слоем катализаторов. 2 ил., 3 табл.

Способ определения продолжительности инкубационного периода кавитационного изнашивания металлов // 2597936

Изобретение относится к области исследования металлов на износ, возникающий в результате гидроэрозионного воздействия, а именно к способам определения продолжительности инкубационного периода кавитационного изнашивания металлов. Сущность: определяют tинк по графику R=ƒ(t), где по оси ординат откладывают R - значение высотного параметра шероховатости поверхности, подвергаемой кавитационному воздействию, по оси абсцисс - t - время кавитационного воздействия. Предварительно измеряют Rэ поверхности объекта-эталона после окончания инкубационного периода tинк и далее на графике через точку Rэ проводят линию, параллельную оси абсцисс. Измеряют R исследуемого объекта: Ro при t0=0; R1 при t1<tинк, после чего измеренные значения наносят на график и через точки (t0, Ro) и (t1, R1) проводят прямую до пересечения с вышеуказанной параллельной линией и далее по абсциссе точки пересечения определяют прогнозируемую продолжительность инкубационного периода исследуемого объекта. В качестве эталона выбирают изделие, используемое по аналогичному с исследуемым объектом назначению, из материала, идентичного исследуемому. Технический результат: возможность прогнозирования продолжительности инкубационного периода кавитационного изнашивания. 3 ил.

Устройство для исследования триботехнических характеристик материалов // 2600080

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для определения триботехнических характеристик. Устройство содержит основание, на котором установлены направляющие линейного перемещения образца, нижнюю и верхнюю подвижные платформы, съемные держатели с пазами для взаимного размещения в них соответственно образца и контробразца, связанные с соответствующими платформами, привод возвратно-поступательного перемещения нижней платформы образца, выполненный в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с двигателем, датчики регистрации линейных перемещений образца и контробразца, механизм нагружения образцов, включающий привод нагружения, соединенный винтовой передачей с реверсивным двигателем, датчик силы нагружения, соединенный с приводом нагружения, и регистрирующую аппаратуру, соединенную с датчиком силы нагружения и датчиками регистрации линейных перемещений. Устройство дополнительно содержит направляющие линейного перемещения контробразца, установленные на верхней подвижной платформе, вертикальные стойки, смонтированные на основании, на которых закреплены направляющие для линейного перемещения образца и контробразца. Направляющие для контробразца закреплены на стойках с возможностью вертикального перемещения и фиксации. Помимо этого устройство дополнительно содержит блок управления механизмом нагружения и перемещением нижней платформы. Верхняя платформа с двух сторон снабжена пружинами, закрепленными с возможностью регулирования усилия сжатия, и датчиками регистрации усилий сжатия, съемные держатели закреплены на подвижных платформах посредством соединения «ласточкин хвост», а механизм нагружения образцов выполнен в виде двух плит, нижняя из которых установлена на направляющих линейного перемещения контробразца и закреплена на стойках с возможностью вертикального перемещения с помощью роликовых направляющих, а на верхней плите, концы которой тоже закреплены на стойках, установлен привод нагружения. Датчик силы нагружения, выполненный двунаправленным, расположен между плитами, кроме того, все направляющие выполнены прецизионными. Технический результат: разработка компактного высокоточного прибора контроля триботехнических характеристик трибосопряжений при одновременном повышении быстродействия и точности измерений. 1 ил.

Устройство для проверки стойкости антикоррозионных покрытий на истирание // 2600520

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для проверки стойкости антикоррозионных покрытий на истирание, например для аспирационных трубопроводов. Устройство содержит корпус, привод, нагрузочное устройство, испытуемые образцы и истирающий элемент, барабан, при этом в качестве нагрузочного устройства используют лабораторную мельницу для помола строительных материалов, в зоне помола которой на подвеске расположены испытуемые образцы в виде металлических пластинок с нанесенным на них антикоррозионным покрытием, а в качестве истирающего элемента используют кварцевый песок, расположенный в зоне помола. Внутренняя часть барабана имеет распылители кварцевого песка в виде ребер, которые проходят через зону помола. К подвеске присоединен вибратор кулачкового типа и она связана с корпусом упругим элементом в виде пружины. Технический результат: повышение надежности воздействия истирающего элемента на испытуемые образцы. 1 ил.

Многопозиционная машина трения // 2601258

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для трибологических испытаний наружных и внутренних цилиндрических поверхностей образцов, и может быть использовано при испытаниях на износ, например, гильз цилиндров, валов и т.п. Многопозиционная машина трения содержит корпус, держатели образцов и контробразцов, привод вращения и механизмы нагружения. Механизм нагружения выполнен в виде автономных узлов для каждой пары трения, установленных на Г-образных держателях, при этом держатели расположены по разные стороны параллельно оси держателя образцов и смещены относительно друг друга на величину, равную половине расстояния l между осями установки узлов механизмов нагружения, создавая тем самым только одну пару трения в плоскости контакта образец - контробразец, а каждый узел нагружения содержит гидроцилиндр одностороннего действия, шток которого через силоизмеритель соединен с узлом прижима шарнирно закрепленного в стакане подпружиненного контробразца к образцу; при этом выход и вход гидроцилиндра соединены трубопроводами соответственно с входом и выходом гидростанции, к которой подключены узел подачи электроэнергии и станция управления системой с выходом и входом на ЭВМ или персональный компьютер через блок усилителя сигналов аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователя. Технический результат: расширение функциональных возможностей при проведении многофакторного эксперимента, повышение производительности, точности и достоверности результатов испытаний. 3 ил.

Аппарат для проверки стойкости антикоррозионных покрытий на истирание // 2601357

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для проверки стойкости антикоррозионных покрытий на истирание, например для аспирационных трубопроводов. Аппарат содержит корпус, привод, нагрузочное устройство, испытуемые образцы и истирающий элемент, барабан. В качестве нагрузочного устройства используют лабораторную мельницу для помола строительных материалов, в зоне помола которой на подвеске расположены испытуемые образцы в виде металлических пластинок с нанесенным на них антикоррозионным покрытием. В качестве истирающего элемента используют кварцевый песок, расположенный в зоне помола. Внутренняя часть барабана имеет распылители кварцевого песка в виде ребер, которые проходят через зону помола. Ребра выполнены с изменяющейся площадью контакта с кварцевым песком за счет установленных на пружинах на ребрах подвижных в радиальном направлении дополнительных пластин с возможностью входа и выхода из зоны помола под действием центробежных сил. Технический результат: повышение надежности воздействия истирающего элемента на испытуемые образцы. 1 ил.

Способ испытания материала на абразивное изнашивание // 2601502

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ и может быть использовано при оценке износостойкости образца из любого материала при действии на них абразивных частиц. Сущность: осуществляют изнашивание торца образца при поступательном движении с вращением вокруг собственной оси относительно нормально расположенной абразивной поверхности. Обеспечивают условие, при котором путь, проходимый образцом при поступательном движении, не превышает длину его окружности, а частоту вращения образца задают равной 500 мин-1. Технический результат: возможность повысить максимальную нагрузку на образец без разрушения основы шкурки (бумага, полотно), что также способствует ускорению процесса испытаний.

Держатель колодки для роликовых машин трения // 2610344

Новая конструкция держателя колодки для роликовых машин трения относится к области трибологии и предназначено для установки колодок на машинах трения «Амслер» и других аналогичных типов при проведении износных испытаний. Отличие его заключается в том, что в нижней части пластины 1 выполнен паз Б, плоскость симметрии которого проходит через ось основного отверстия, а в центре перемычки паза Б установлен сферический конус 2 для базирования исследуемой колодки, причем в боковых стенках паза В и Г выполнены отверстия с расположенными в них пружинами 3 и винтами 4, предотвращающими выпадение колодки из держателя в процессе сборки. Для проведения измерений электросопротивления трибоконтакта основное отверстие А пластины снабжено электроизолирующим кольцом 5. Техническим результатом является расширение области применения, повышение точности определения коэффициента трения и снижение трудоемкости проведения испытаний. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.