Устройство для измерения моментов трения подшипников

 

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«(щ 5УОЗО9

Со!аз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.04.73 (21) 1918672/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.77. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 01.09.77 (51) М. Кл.2 G 01М 13/04

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 620.1: 621. .822.9 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения Ю. В. Байбородин, Л. Н. Блохин, А. П. Сапрыкин, В. И. Грушевой и И. Е. Глазунов (71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МОМЕНТОВ ТРЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ

Изобретение относится к ооласти машиностроения, в 1астности к испытатсльным устройствам для измерения моментов трения подшипников.

Известно ус-рой -ro д, я измерения моментов тре1;ия в подшипниках, содержащее устаНсг:.",I ппую !!а технологических подшипниках псмаг;;птпу!о обо!, !у, связанную с приводом, расположенный внутри нее немагнитный вал, электромагпптпый пагружатель, и контрольно-пзмсрительную аппаратуру со схемой вычитания, связанную с датчиками вибрации и тепзОдатчи ком, сг язапнын! с Валом через упругий элемент.

Танис устрсйства нс позволяют производить вссстороннее измерение моментов сил трения.

1!с,!ыо пзобрстепия ЯВляст Я измерение

iIOrv1CrrTOr Т РСПИ!! ИСПIЛТУСМЬIХ ПОДIПИПНИКОВ В про.трап, тве!и!о!! вибраци;! с варьируемой степеirbro корреляции.

Эта цель достигается тем, что электромагнитньш нагружатель выполнен в виде двух радиальных электромагнитов, установленных под углом 90 друг и другу, и одного осевого электромагнита со стороны торца вала, на котором установлен магнитопроводный колпачor ., при этом в средней части вала запрессованы втулки из магнитопроводного материа ra, а датчики вибрации наклеены на конце вала, противоположном торцу с колпачком под углом 90 друг к другу, один из коTopi!a наклеен диаметрально т!ротивоположно упругому элементу, при этом выходы датчиков через весовые фильтры соединены со схемой вычитания сигналов с фильтров, производимых от сигнала тензодатчика.

Иа чертеже показа!10 -устройство B 11poдольном разрезе.

Устройство содержит псмапштную обойму

1, установленную в технологических подшипниках 2, через шестершо 3 связанную с приводом 4. Внутри обоймы 1 pQcïoëoæåí нсмагнип!ый вал 5, между которым и обоймой устанавливаются пспы-.уемыс подшипники 6.

В средней части обоймы 1 па ва.—.у 5 запрсссована магнитопроводная втулка 7, а на одном пз торцов вала — магнитопроводны!! колпачок 8, возле которого установлен электромагнит 9 для осевого нагруженir; подшипников С. Вблизи магнито rрoBодной втулки 7 расположсны два электромагнита 9 и

10 радиального нагруженпя под углом 90" друг к другу, С другим торцом вала 5, противоположным тому, на котором запрессован колпачок 3, жестко связан упругий элемент

1.1, одним своим концом упирающийся в угор

12 и несущий на себс тензода- !Ик 13. I-Iа этот же конец вала наклеены два датчика

39 вибрации 14 и 15 под углом 90 друг к другу.

570809

Измерительная ось тензодатчика 13 совпадает с плоскостью упругого элемента 11. Выход датчика 14 связан со входом весового фильтра 16, а выход датчика вибрации 15 связан со входом весового фильтра 17. Тензодатчик

13 связан с тензоусилителем 18, Выходы весовых фильтров 16 и 17 и тензоусилителя 18 связаны со входами схемы 19 вычитания сигналов с фильтров из сигнала тснзодатчика

13. Выход схемы вычитания 19 связан с регистратором 20 (например, шлейфным осциллографом).

Устройство работает следующим образом.

При вращении приводом обоймы 1 и вместе с ней наружных колец испытуемых подшипников 6 за счет сил трения между шариками и беговыми дорожками внутренние кольца подшипников также увлекаются во в1ращение и увлекают за собой связанные с ним вал 5. При этом вал 5 стремится повернуть упругий элемент 11. Поскольку элемент

11 упирается своим концом в упор 12, поворот вала 5 приводит к изгибу элемента 11, что вызывает деформацию тензодатчика 13 и появление сигнала на выходе тензоусилителя

18, подающегося черезсхемувычитания 19 на регистратор 20. Если электромагниты 9 — 10 не возбуждены, вал 5 не вибрирует и сигналы датчиков вибрации 16 и 17 равны нулю. Чем больше силы трения в подшипниках 6, тем больше момент сил трения в них, и тем больше поворот вала 5, и, соответственно, изгиб упругого элемента 11. Сигнал на выходе тензоусилителя 18 пропорционален по величине моменту сил трения в подшипниках 6.

Если обмотки электромагнитов 9 — 10 запитать током переменной частоты, TQ электромагнитные поля магнитов 9 и 10 начнут наводить вихревые токи в колпачке 8 и втулке

7 соответственно. Эти вихревые токи взаимодействуют с полями электромагнитов 9 и 10, колпачком 8 и втулкой 7 соответственно. Изменения этих сил будут соответствовать изменениям токов в обмотках электромапнитов 9 и 10, при этом вал 5, а вместе с ним подшипники 6 начнут вибрировать, причем вибрация их будет пространственной, поскольку она задаемся тремя ориентированными взаимно перпендикулярными электромагнитами. Обмотки электромагнитов можно запитывать напряжением одинаковой частоты и амплитуды или произвольным образом менять отношение частот и амплитуд напряжений питания обмоток каждого из электромагнитов, изменяя тем самым степень корреляции компонентов вектора пространственной вибрации испытуемых подшипников 6.

5 Весовые фильтры 16 и 17 преобразуют сигналы датчиков вибрации 14 и 15 с учетом передачи вибрации вала 5 на упругий элемент 11.

Датчики 14 и 15, фильтры 16 и 17 и схема

10 вычитания 19 позволяют очистить сигналы тензодатчика 13 от вибрационных помех и тем самым повысить точность измерения моментов сил трения подшипников качения.

Таким образом, измерение моментов тре15 ния подшипников в пространственной вибрации с варьирусмой степенью корреляции можно производить с высокой точностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения моментов трения подшипников, содержащее установленную на технологических подшипниках немагнитную обойму, связанную с приводом, и

25 расположенный внутри нее немагнитный вал, между которым и обоймой устанавливают ся и спытуемые подшипники, а также включающее электромагнитный нагружатель, контрольно-измерительную аппаратуру с весо30 вым фильтром и схемой вычитания сигналов, связанную с наклеенными на вал двумя датчиками вибрации и с тензодатчиком, связанными с валом через упругий элемент, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения

35 моментов трения испытуемых подшипников в пространственной вибрации с варьируемой степенью корреляции электромагнитный нагружатель выполнен в виде двух установленных под углом 90 друг к другу радиальных

40 электромагнитов и одного осевого, расположенного со стороны одного торца вала, на котором установлен магнитопроводный колпачок, при этом в средней ча сти напротив радиальных электромапнитов запрессована

45 втулка из магнитопроводного материала, а датчики вибрации наклеены на конце, противоположном торцу с колпачком под углом

90= друг к другу, один из которых наклеен диаметрально противоположно упругому эле50 менту, причем выходы датчиков через весовые фильтры соединены со схемой вычитания сигналов с фильтров, производимых от сигнала тензодатчика, 570809

Составитель В. Васильев

Техред А. Степанова

Корректор А. Степанова

Редактор Л, Чепайкина

Подписное

Типография, пр. Сапунова 2

Заказ 1928/12 Изд. X 685 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5