Мехатронный подшипник скольжения

Авторы патента:

Поляков Роман Николаевич (RU)

Новиков Александр Николаевич (RU)

Родичев Алексей Юрьевич (RU)

Горин Андрей Владимирович (RU)

G01M13/04 - испытание подшипников

F16C33/04 - вкладыши; втулки; антифрикционные покрытия

F16C17/24 - с устройствами, чувствительными к возникновению ненормальных или нежелательных условий, например для предупреждения перегрева, для обеспечения безопасности

F16C17/02 - радиальные

Владельцы патента RU 2750542:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам скольжения, и может быть использовано в узлах механизмов, машин, роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по надежности опорного узла. Мехатронный подшипник скольжения содержит корпус и размещенную в нем втулку, выполненную из антифрикционного материала, во втулке закреплен индикатор износа, выполненный в виде незамкнутого кольца, изолированная часть которого заглублена во втулке на величину, равную начальному износу. Индикатор износа состоит из трех пластин, заключенных в изоляцию и имеющих по два электрических контакта каждая, причем первая группа контактов через соответствующий ей разъем соединена с одним полюсом источника электрического питания, а вторая группа контактов через последовательно установленные соответствующий ей разъем, преобразователь сигнала и дисплей подключена к другому полюсу источника электрического питания. Технический результат заключается в информативности состояния подшипника скольжения в течение всего срока его эксплуатации, что приводит к увеличению ресурса работы узла или агрегата, в состав которого он входит. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к подшипникам скольжения и может быть использовано в узлах механизмов, машин, роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по надежности опорного узла.

Известен подшипник скольжения, содержащий корпус и размещенную в нем втулку из биметаллического материала, в слое антифрикционного материала расположен изолированный провод, а корпус снабжен элементом электрического питания, соединенным с изолированным проводом и сигнальным устройством, причем изолированная часть провода выступает в слое антифрикционного материала втулки на величину, равную предельному износу (Патент RU №2398142, МПК F16C 17/02, F16C 17/24, F16C 33/04, G01M 13/04, опубликовано 27.08.2010 г.).

Недостатком известного подшипника скольжения является отсутствие информативности о начале износа, его предельно допустимой величине и критической величине, при которой невозможна эксплуатация узла, в который входит данный подшипник скольжения.

Техническая задача, которую решает данное изобретение, заключается в увеличении ресурса работы узла или агрегата, в состав, которого входит данный подшипник скольжения.

Поставленная задача достигается тем, что мехатронный подшипник скольжения, содержащий корпус и размещенную в нем втулку, выполненную из антифрикционного материала, во втулке закреплен индикатор износа, выполненный в виде незамкнутого кольца, изолированная часть которого заглублена во втулке на величину, равную начальному износу, индикатор износа состоит из трех пластин, заключенных в изоляцию и имеющих по два электрических контакта каждая, причем первая группа контактов через соответствующий ей разъем соединена с одним полюсом источника электрического питания, а вторая группа контактов через последовательно установленные соответствующий ей разъем, преобразователь сигнала и дисплей подключена к другому полюсу источника электрического питания.

Технический результат заключается в информативности состояния подшипника скольжения в течение всего срока его эксплуатации, что приводит к увеличению ресурса работы узла или агрегата, в состав которого он входит.

Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором изображен мехатронный подшипник скольжения.

Мехатронный подшипник скольжения состоит из втулки 1 выполненой из антифрикционного материала (бронза), в которой закреплен индикатор износа 2, причем его изолированная часть заглублена в слое антифрикционного материала втулки на величину, равную начальному износу. Индикатор износа 2 состоит из трех пластин 3, 4 и 5, которые покрыты изоляцией 6 и имеют по две группы электрических контактов. Первая пластина 3 имеет два электрических контакта а и а*, вторая пластина 4 имеет два электрических контакта b и b*, третья пластина 5 имеет два электрических контакта с и с*. Контакты а, b, с соединены через разъем 7 с помощью провода 8 с одним полюсом источника 10 электрического питания (например, «плюс»). Контакты а*, b*, с* соединены через разъем 10 с помощью провода 11 через последовательно установленные преобразователь 12 сигнала, дисплей 13 отображения информация с другим полюсом источника 9 электрического питания (например, «минус»). Втулка 1 закреплена в корпусе 14 узла или агрегата машины. Внутри втулки 1 расположен вал 15.

Работа мехатронного подшипника качения осуществляется следующим образом.

Втулка 1 установлена в корпусе 14. Внутри втулки 1 вращается вал 15. Источник 9 электрического питания, пропускает ток через провод 8, соединенный через разъем 7 с индикатором износа 2, второй конец которого последовательно соединен с разъемом 10, проводом 11, преобразователем сигнала 12 и дисплеем 13 отображения информация. При достижении определенной величины износа втулки 1 на индикаторе износа 2 происходит повреждение изоляции 6 и начинается износ первой пластины 3. Происходит изменение параметров электрической цепи между контактами а и а* (например: изменение силы тока, напряжения, сопротивления), которые регистрируются, обрабатываются в преобразователе 12 сигнала, и передаются в виде информации, предупредительного сигнала на дисплей 13 отображения информации.

При достижении предельно допустимой величины износа втулки 1 на индикаторе износа 2 происходит повреждение изоляции 6 и начинается износ второй пластины 4. Происходит изменение параметров электрической цепи между контактами b, и b* (например: изменение силы тока, напряжения, сопротивления), которые регистрируются, обрабатываются в преобразователе 12 сигнала, и передаются в виде информации, предупредительного сигнала на дисплей 13 отображения информации.

При достижении критической величины втулки 1 на индикаторе износа 2 происходит повреждение изоляции 6 и начинается износ третий пластины 5. Происходит изменение параметров электрической цепи между контактами с и с* (например: изменение силы тока, напряжения, сопротивления), которые регистрируются, обрабатываются в преобразователе 12 сигнала, и передаются в виде информации, предупредительного сигнала на дисплей 13 отображения информации о невозможности работы данного подшипника скольжения, а следовательно и узла или агрегата которому он принадлежит.

Мехатронный подшипник скольжения, содержащий корпус и размещенную в нем втулку, выполненную из антифрикционного материала, во втулке закреплен индикатор износа, выполненный в виде незамкнутого кольца, изолированная часть которого заглублена во втулке на величину, равную начальному износу, индикатор износа состоит из трех пластин, заключенных в изоляцию и имеющих по два электрических контакта каждая, причем первая группа контактов через соответствующий ей разъем соединена с одним полюсом источника электрического питания, а вторая группа контактов через последовательно установленные соответствующий ей разъем, преобразователь сигнала и дисплей подключена к другому полюсу источника электрического питания.

Настоящее изобретение относится к подшипникам скольжения, а именно к методам регулирования физических свойств подшипников скольжения в процессе работы. Способ управления характеристикой режима работы подшипника скольжения включает этапы, на которых: а) определяют температурную зависимость динамической вязкости смазочного материала подшипника скольжения; б) определяют температуру перехода подшипника скольжения от полужидкостного трения к жидкостному трению; в) на основании температурной зависимости динамической вязкости смазочного материала определяют температурную зависимость характеристики режима работы λ(Т) и значение характеристики режима работы λкр перехода подшипника скольжения от полужидкостного трения к жидкостному трению; г) измеряют рабочую температуру подшипника скольжения; д) регулируют значение рабочей температуры подшипника скольжения для поддержания рабочего значения характеристики режима работы λраб близким к λкр в диапазоне, являющемся переходным между полужидкостным трением и жидкостным трением.

Экспериментальная установка для исследования роторно-опорных узлов // 2749412

Изобретение относится к области машиностроения и лабораторного оборудования и может быть использовано для исследования и имитации поведения роторно-опорных узлов энергоблока. Устройство состоит из электродвигателя, преобразователя и опорных подшипниковых узлов, закрепленных на основании и представляющих собой гидродинамические подшипники скольжения и/или подшипники качения, в которые установлен вал с нагрузочным диском.

Установка для исследования роторных систем с активным управлением // 2749362

Стенд для испытания подшипников букс колесных пар // 2748720

Изобретение относится к области машиностроения и касается конструкции испытательной техники, в частности стендов для испытания подшипниковых узлов рельсовых транспортных средств. Устройство включает ось, на краях которой смонтированы испытываемые подшипники, помещенные в буксы, которые вместе с подшипниками образуют буксовые узлы, через проставки оперты на фундамент, на котором установлены электромагниты для реализации нагружения испытываемых подшипников нагрузкой, имитирующей нагрузку транспортного средства за счет действия силы магнитного поля на ось, посередине которой установлен привод с электродвигателем и устройством отключения привода.

Способ диагностики технического состояния роторного оборудования. // 2746076

Изобретение может быть использовано при оценке технического состояния роторного оборудования. Способ оценки технического состояния роторного оборудования заключается в использовании анализа вибрационного и тензометрических спектров оборудования.

Метод оценки величины износа втулки подшипника скольжения, выполненной из древесины // 2738600

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к методам диагностики узлов трения, и может использоваться, в частности, в ремонтном производстве, а также при проектировании и изготовлении подшипников трения скольжения из модифицированной древесины или древесно-металлических композиционных материалов.

Многоканальный прибор для измерения и анализа вибрационных параметров роторов // 2734996

Использование: для измерения и анализа вибрационных параметров роторов. Сущность изобретения заключается в том, что многоканальный прибор для измерения и анализа вибрационных параметров роторов, в котором входной разъем 1 соединен с АЦП 3, входной разъем 2 соединен с АЦП 3, входной разъем 4 соединен с входом модуля 5 формирования фазовых меток, выход которого соединен с АЦП 3, входной разъем 6 соединен с входом модуля 7 осевого сдвига, выход которого соединен с АЦП 3, входной разъем 8 соединен с одним из входов модуля 9 нормализации сигнала, выход которого соединен с АЦП 3, входной разъем 10 соединен с одним из входов модуля 11 нормализации сигнала, выход которого соединен с АЦП 3, входной разъем 12 соединен с одним из входов модуля 13 нормализации сигнала, выход которого соединен с АЦП 3, входной разъем 14 соединен с одним из входов модуля 15 нормализации сигнала, выход которого соединен с АЦП 3, а выход АЦП 3 соединен с входом персонального компьютера 16, первый управляющий выход модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления соединен с управляющим входом модуля 7 осевого сдвига, второй управляющий выход соединен с управляющим входом модуля 9 нормализации сигнала, третий управляющий выход соединен с управляющим входом модуля 11 нормализации сигнала, четвертый управляющий выход соединен с управляющим входом модуля 13 нормализации сигнала, а пятый управляющий выход соединен с управляющим входом модуля 15 нормализации сигнала, и, кроме того, первый выход модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления соединен с одним из входов модуля 9 нормализации сигнала, второй выход соединен с одним из входов модуля 11 нормализации сигнала, третий выход соединен с одним из входов модуля 13 нормализации сигнала, и четвертый выход соединен с одним из входов модуля 15 нормализации сигнала, входной разъем 8 присоединяется к расположенным в модуле 9 нормализации сигнала нормально разомкнутому контакту коммутатора 18 и одной из обкладок конденсатора 19, а подвижный контакт коммутатора 18 соединен со второй обкладкой конденсатора 19 и с входом каскада 20 буферного помехоподавляющего, выход которого соединен с одним из входов выпрямителя 21 прецизионного суммирующего и с нормально замкнутым контактом коммутатора 22, при этом на второй вход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего подается сигнал с первого выхода модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления, выход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего соединен с нормально разомкнутым контактом коммутатора 22, чей подвижный контакт соединен с входом инвертора 23 и нормально замкнутым контактом коммутатора 24, нормально разомкнутый контакт которого соединен с выходом инвертора 23, а подвижный контакт соединен с входом усилителя 25 фильтрующего, выход усилителя 25 фильтрующего соединен с одним из входов АЦП 3, при этом второй управляющий выход модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления соединен с управляемыми контактами коммутаторов 18, 22 и 24 в модуле 9 нормализации сигнала, входной разъем 10 присоединяется к расположенным в модуле 11 нормализации сигнала нормально разомкнутому контакту коммутатора 18 и одной из обкладок конденсатора 19, а подвижный контакт коммутатора 18 соединен со второй обкладкой конденсатора 19 и с входом каскада 20 буферного помехоподавляющего, выход которого соединен с одним из входов выпрямителя 21 прецизионного суммирующего и с нормально замкнутым контактом коммутатора 22, при этом на второй вход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего подается сигнал со второго выхода модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления, выход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего соединен с нормально разомкнутым контактом коммутатора 22, чей подвижный контакт соединен с входом инвертора 23 и нормально замкнутым контактом коммутатора 24, нормально разомкнутый контакт которого соединен с выходом инвертора 23, а подвижный контакт соединен с входом усилителя 25 фильтрующего, выход усилителя 25 фильтрующего соединен с одним из входов АЦП 3, при этом третий управляющий выход модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления соединен с управляемыми контактами коммутаторов 18, 22 и 24 в модуле 11 нормализации сигнала, входной разъем 12 присоединяется к расположенным в модуле 13 нормализации сигнала нормально разомкнутому контакту коммутатора 18 и одной из обкладок конденсатора 19, а подвижный контакт коммутатора 18 соединен со второй обкладкой конденсатора 19 и с входом каскада 20 буферного помехоподавляющего, выход которого соединен с одним из входов выпрямителя 21 прецизионного суммирующего и с нормально замкнутым контактом коммутатора 22, при этом на второй вход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего подается сигнал с третьего выхода модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления, выход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего соединен с нормально разомкнутым контактом коммутатора 22, чей подвижный контакт соединен с входом инвертора 23 и нормально замкнутым контактом коммутатора 24, нормально разомкнутый контакт которого соединен с выходом инвертора 23, а подвижный контакт соединен с входом усилителя 25 фильтрующего, выход усилителя 25 фильтрующего соединен с одним из входов АЦП 3, при этом четвертый управляющий выход модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления соединен с управляемыми контактами коммутаторов 18, 22 и 24 в модуле 13 нормализации сигнала, входной разъем 14 присоединяется к расположенным в модуле 15 нормализации сигнала нормально разомкнутому контакту коммутатора 18 и одной из обкладок конденсатора 19, а подвижный контакт коммутатора 18 соединен со второй обкладкой конденсатора 19 и с входом каскада 20 буферного помехоподавляющего, выход которого соединен с одним из входов выпрямителя 21 прецизионного суммирующего и с нормально замкнутым контактом коммутатора 22, при этом на второй вход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего подается сигнал с четвертого выхода модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления, выход выпрямителя 21 прецизионного суммирующего соединен с нормально разомкнутым контактом коммутатора 22, чей подвижный контакт соединен с входом инвертора 23 и нормально замкнутым контактом коммутатора 24, нормально разомкнутый контакт которого соединен с выходом инвертора 23, а подвижный контакт соединен с входом усилителя 25 фильтрующего, выход усилителя 25 фильтрующего соединен с одним из входов АЦП 3, при этом пятый управляющий выход модуля 17 формирования образцовых сигналов и управления соединен с управляемыми контактами коммутаторов 18, 22 и 24 в модуле 15 нормализации сигнала.

Мехатронный подшипник качения // 2734174

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роликовым подшипникам качения, и может быть использовано в узлах механизмов и машин для обеспечения вращательного движения. Мехатронный подшипник качения содержит внутренние и наружные кольца, расположенные между ними тела качения, разделенные сепаратором.

Установка для исследования роторных систем с использованием аэрированного, микрополярного и гибридного смазочных материалов // 2734067

Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использовано в учебном процессе при проведении лабораторных работ и практических занятий по общеинженерным дисциплинам в высших и средних специальных учебных заведениях. В установке для исследования роторных систем с использованием аэрированного, микрополярного и гибридного смазочных материалов, содержащей корпус, установленный на станине и имеющий резьбовые отверстия для крепления элементов смазочной системы, выполненных в виде фитингов, вал, связанный через муфту с электродвигателем, зафиксированным на станине с помощью кронштейна, на корпусе смонтирована крышка, в которой установлен винт, фиксирующий датчик силы, первый подшипниковый узел, на котором установлен датчик частоты вращения, второй подшипниковый узел, на котором установлены датчики перемещения, датчик температуры, датчик давления и модуль с многозонной подачей смазочного материала, содержащий отверстия для крепления элементов, связанных гидравлическими шлангами со смазочной системой, два контура подачи смазочного материала, включающих сервоклапаны, фильтры, нагревательные элементы, датчики расхода, гидравлические шланги, блок управления, сбора и обработки сигналов, входы которого связаны с датчиком частоты вращения, датчиками температуры, датчиками перемещения, датчиком давления, датчиком силы, датчиками расхода, а выходы - с сервоклапанами, электродвигателем, и нагревательными элементами, согласно изобретению установка снабжена насосными станциями, инжекторами с дозаторами и контейнерами, содержащими воздух, жидкости и присадки, установленными в двух контурах смазочной системы, дозаторы соединены прямой и обратной связью с блоком управления, сбора и обработки сигналов, а на входе баков со смазочным материалом установлена фильтрующая система.

Установка для исследования роторных систем с активным управлением // 2734066

Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использовано в учебном процессе при проведении лабораторных работ и практических занятий по общеинженерным дисциплинам в высших и средних специальных учебных заведениях. В установке для исследования роторных систем с активным управлением, содержащей корпус, установленный на станице, закрепленные в корпусе на валу, связанном через муфту с электродвигателем, первый подшипниковый узел, на котором установлен датчик частоты вращения и датчик давления, второй подшипниковый узел, на котором установлены датчики перемещения и датчик давления, внутри корпуса установлены только датчик температуры и датчик уровня смазочного материала, нагрузочное устройство, посаженное на вал и содержащее датчик силы, элементы, установленные в резьбовых отверстиях корпуса, выполненные в виде фитингов, электродвигатель, зафиксированный на станине с помощью кронштейна, один подшипниковый узел имеет датчик частоты вращения, уплотнения, смазочную систему, содержащую бак со смазочным материалом, насос, тройник, соединенный гидравлическими шлангами с баком через последовательно расположенные предохранительные клапаны и датчик расхода, согласно изобретению, в нее дополнительно введен блок управления, сбора и обработки сигналов, входы которого связаны с датчиками частоты вращения, температуры, перемещения, давления, силы, расхода и уровня смазочного материала, а выходы - с сервоклапанами, электродвигателем, насосными станциями и нагревательными элементами, помещенными в баки со смазочным материалом, один подшипниковый узел снабжен коническим подшипником скольжения, смазочная система имеет три изолированные друг от друга с помощью уплотнений полости для управления характеристиками конического подшипника скольжения, к бакам через гидравлические шланги и фильтры подсоединены насосные станции, одна из которых через тройник подключена к двум параллельным ветвям, каждая из которых состоит из последовательно соединенных предохранительного клапана, сервоклапана, датчика расхода и подключена к полости подшипникового узла с коническим подшипником, а другая насосная станция через соответствующий фильтр и гидравлический клапан гидравлическими шлангами подключена к полости другого подшипникового узла, причем третья полость через гидравлические шланги, элемент и клапан соединена с коллектором.

Способ изготовления самосмазывающейся антифрикционной композиции в паре трения // 2746245

Настоящее изобретение относится к способу изготовления самосмазывающейся антифрикционной композиции в паре трения, состоящей из рабочего металлического слоя и пластичной смазки, отличающемуся тем, что рабочий слой изготавливают из порошков стабилизированного циркония и железа, прессуют в виде образцов под давлением 8 - 10 т/см2 и спекают в вакуумной камере при температуре 1300-1500°С, после чего на рабочий слой наносят селеновую смазку и помещают в вакуумную камеру с последующим нагревом пары трения до температуры 750-800°С.