Способ определения предварительного осевого натяга подшипниковых опор ротора

Изобретение относится к приборостроению, в частности к способам испытания подшипниковых опор ротора, и может быть преимущественно использовано при определении предварительного осевого натяга подшипников качения ротора. Способ включает возбуждение собственных колебаний вала ротора и измерение параметров колебаний. Для каждого типа роторов, имеющих в опорах подшипники качения, выводятся экспериментальным путем зависимости относительной частоты пика от установки предварительного натяга. Для измерения и контроля силы предварительного натяга в конструкцию ротора предварительно вносят изменения: вдоль оси вала ротора между регулировочным винтом установки предварительного натяга и пружиной при минимуме вмешательства в конструкцию узла устанавливается датчик силы, а на корпус ротора в области передней опоры на одной оси с направлением приложенной силы удара крепится датчик виброускорения. Воздействуя силовым импульсом малой длительности (т.е. упругим ударом), получают отклик виброускорения, что позволяет вычислить относительную частоту пика и сопоставить ее с показаниями датчика силы. Проделав эксперимент для всего рабочего диапазона установки предварительного осевого натяга, получают зависимость относительной частоты пика от величины установки предварительного натяга. Технический результат заключается в повышении точности определения осевого натяга. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к способам испытания подшипниковых опор ротора, и может быть преимущественно использовано при определении предварительного осевого натяга подшипников качения ротора.

Известен способ определения предварительного осевого натяга шарикоподшипников гиродвигателя путем приложения внешней осевой нагрузки на гиродвигатель и измерения ее величины, при которой разгружается один из шарикоподшипников (а.с. СССР №777430, опубл. 07.11.1980 г.).

Создается два значения внешней осевой нагрузки на гиродвигатель, заведомо превышающих величину нагрузки, при которой разгружается один из шарикоподшипников, и производят при этих значениях нагрузки и без нее измерение моментов трения вращения ротора гиродвигателя.

Однако известный способ не обладает достаточной точностью из-за низкой точности измерения момента трения. Большая погрешность в измерении предварительного осевого натяга отрицательно сказывается на точности и долговечности гиродвигателя, так как большой натяг вызывает интенсивный износ опор, а малый приводит к недопустимому смещению центра тяжести.

Известен также способ измерения осевого натяга шарикоподшипников узла ротора динамически настраиваемого гироскопа (патент РФ №2058535, опубл. 20.04.1996 г.).

Предварительно датчик момента гироскопа преобразуется в датчик силы, который прикладывает к ротору гироскопа переменную силу в осевом направлении. С помощью вибродатчика определяют одну из собственных частот гироскопа и сравнивают эту величину с паспортным значением.

Недостатком способа является недостаточная точность в измерении натяга из-за наличия уровня возмущающих воздействий на чувствительный элемент динамически настраиваемого гироскопа и сложность способа контроля предварительного натяга.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения предварительного осевого натяга подшипников качения ротора и упрощение аппаратной реализации измерения.

Технический результат достигается путем возбуждения собственных колебаний вала ротора и измерения параметров колебаний. Для каждого типа роторов, имеющих в опорах подшипники качения, выводятся экспериментальным путем зависимости относительной частоты пика от установки предварительного натяга. В качестве объекта исследования используется высокоскоростной шлифовальный мотор-шпиндель отечественного производства, жестко закрепленный на массивном чугунном столе. Шпиндельный узел сконструирован таким образом, что наименьшее значение величины предварительного натяга чуть больше нуля, т.е. зазор в подшипниковых опорах отсутствует. В его передней и задней опорах установлены одинаковые одиночные радиально-упорные подшипники 76101Е. Общая схема экспериментального стенда приведена на фиг. 1. Эксперимент проводят следующим образом: на вал шпинделя 1 в радиальном направлении воздействуют силовым импульсом малой длительности (т.е. упругим ударом), создаваемым стальным шариком 2, подвешенным на плече штатива 3. Направляющей для траектории движения шарика и одновременно устройством для обеспечения одинаковой силы удара служит обычная линейка 4 (т.е. шарик отклоняют на строго определенное расстояние при каждом повторном ударе). Информационно-измерительная система состоит из датчика виброускорения 5, контроллера и программного обеспечения 6.

Для измерения и контроля силы предварительного натяга в конструкцию шпиндельного узла предварительно внесены следующие изменения: вдоль оси вала шпинделя между регулировочным винтом установки предварительного натяга и пружиной при минимуме вмешательства в конструкцию узла, устанавливается датчик силы, а на корпус шпинделя в области передней опоры на одной оси с направлением приложенной силы удара крепится датчик виброускорения.

Воздействуя силовым импульсом малой длительности (т.е. упругим ударом), получают отклик виброускорения, что позволяет вычислить относительную частоту пика и сопоставить ее с показаниями датчика силы.

Визуальный анализ амплитудно-частотной характеристики шпиндельного узла, приведенный на графике 1, показывает, что с увеличением значения установки предварительного натяга спектр начинает смещаться в область более высоких частот, а при значениях предварительного натяга ≥80 Н происходит заметное сужение «эффективной ширины» спектра.

Таким образом, критерием для определения величины предварительного натяга выбрано значение относительной частоты пика, которая будет вычисляться как абсцисса центра тяжести спектрограммы выбранного частотного диапазона [a, b].

Проделав эксперимент для всего рабочего диапазона установки предварительного осевого натяга, получаем зависимость относительной частоты пика от величины установки предварительного натяга.

Полученные в результате эксперимента значения предварительного натяга и соответствующие им найденные значения относительных пиковых частот fc приведены в таблице.

Зависимость относительных пиковых частот fc от величины установки предварительного натяга приведена на графике 2. Из графика видно, что в области малых значений предварительного натяга разрешающая способность (т.е. точность) определения значения предварительного натяга выше.

Анализируя частотный состав амплитудных спектров, можно определить пики собственных частот шпиндельного узла при различных значениях предварительного натяга, определить их вклад в суммарную вибрацию и соответственно выбирать режимы работы шпиндельного узла, которые позволят снизить его виброактивность и повысить точность обработки.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволит повысить точность определения предварительного осевого натяга подшипниковых опор роторов и упростить аппаратную реализацию измерений.

Способ определения предварительного осевого натяга подшипниковых опор роторов путем возбуждения собственных колебаний вала ротора и измерения параметров колебаний, отличающийся тем, что собственные колебания возбуждают упругим ударом и оценку параметров колебаний ротора проводят на широком частотном диапазоне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения прочности лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Способ заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для испытания на прочность лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Устройство содержит тяги, предназначенные для связи с захватами испытательной машины и с элементом обода диска посредством заклепок, предназначенных для размещения в крепежных отверстиях элемента обода диска, четыре планки - верхнюю и нижнюю, расположенные горизонтально параллельно друг другу, правую и левую, расположенные вертикально параллельно друг другу и перпендикулярно верхней и нижней планкам, причем верхняя планка содержит пять отверстий, равномерно отстоящих друг от друга, нижняя, правая и левая планки содержат по три отверстия, равномерно отстоящих друг от друга, при этом отверстия, расположенные справа и слева от центрального отверстия верхней планки, а также центральные отверстия нижней, правой и левой планок предназначены для соединения и передачи усилий от соответствующих захватов двухосной испытательной машины.

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

Изобретение относится к испытательной технике и испытаниям на усталостную прочность при кручении. Стенд содержит сервогидравлическое нагружающее устройство (СНУ), элемент коленчатого вала (1), один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке (7).

Группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к техническому диагностированию машин и их деталей, и может быть использована для измерения динамических характеристик машин.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на износ динамическим способом для определения механического ресурса шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля.

Изобретение относится к испытательным стендам и может быть использовано преимущественно в ходе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также в период доводки двигателей внутреннего сгорания.

Способ оценки повреждения термического барьера, нанесенного на деталь, выполненную на металлической подложке, причем упомянутый термический барьер включает в себя подслой из алюминия и слой из керамического материала с колончатой структурой, причем упомянутый подслой расположен между упомянутой подложкой и упомянутым керамическим слоем.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при комплексных исследованиях металлорежущих станков. Способ включает импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла станка быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к динамической калибровке винтовых динамометров, используемых для измерения крутящих моментов на гребных валах в опытных гидродинамических лабораториях.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для прочностных испытаний летательных аппаратов, например крыльев самолетов. Устройство представляет собой конструкцию для крепления консоли/консолей крыла, расположенную на траверсе, на которой также расположена эластичная пневмокамера/пневмокамеры.

Изобретение относится к ручным инструментам для затяжки резьбовых соединений. Устройство затяжки резьбовых соединений с обеспечением точного крутящего момента при затяжке содержит комбинацию усилителя (100) крутящего момента с согласованным с ним и откалиброванным вместе с ним динамометрическим ключом (200).

Изобретения относятся к области измерительной техники и могут быть использованы для поверки датчиков силы, используемых для испытаний авиационных конструкций. Способ позволяет проводить поверку датчика силы непосредственно на месте его использования.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для поверки датчиков силы. Техническим результатом является повышение точности поверки канала нагружения датчик силы - гидроцилиндр.

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и направлено на упрощение конструкции и повышение точности и эффективности измерения силы, что обеспечивается за счет того, что при осуществлении контроля состояния устройства измерения силы с подвижным элементом передачи силы, через который сила, воздействующая на устройство измерения силы, передается на измерительный преобразователь, формирующий сигнал измерения, соответствующий приложенной силе, после чего сигнал преобразуют в форму, пригодную для индикации на дисплее, или передается для дальнейшей обработки.

Изобретение относится к метрологической технике, к технике обеспечения единства измерения силы, а именно к машинам - эталонам силы. .

Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в системах контроля, управления и защиты грузоподъемных машин. .

Изобретение относится к области механики и к методам измерения. .

Изобретение относится к области метрологического контроля. .

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к способам снижения вибраций турбомашин, и может быть использовано в авиационных газотурбинных двигателях, испытательных стендах, роторы которых оборудованы упругими опорами. Способ включает установку ротора на нелинейную и жесткую стендовые опоры с установленным на последней вибродатчиком, в качестве нелинейной стендовой опоры применяют упругую опору с плавно регулируемой жесткостью, с установленным на ней вибродатчиком и при достижении 100% нормируемых значений вибраций жесткой стендовой опоры и/или нелинейной стендовой опоры, замеряемых в процессе испытаний, плавно изменяют жесткость нелинейной стендовой опоры до снижения упомянутых значений ниже предела 90% нормируемых значений. Технический результат заключается в стабилизации уровня вибраций в процессе испытаний, повышении надежности испытательного стенда и упрощении его конструкции. 1 ил.
Наверх