Способ измерения крутильных колебаний вала

 

иатмтн -т ..".i =. "-л и ие; ч

Союз Сеееюех

Социалистических в аспублик

Н-=Й Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< п697797

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.12.75 (21) 2308194I25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

G01 В 5/30

Гевударетвеквй кюиктвт ссср ао делам взобрвтвикй и открытой

Опубликовано 15.11.79. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11.79 (53) УДК 531.781..2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. Н. Шалаев и А. И. Ерошкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТИЛЬНЫХ

КОЛЕБАНИЙ ВАЛА

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения крутильных колебаний валов, нагруженных зубчатым зацеплением.

Известен способ измерения крутящего момента, основанный на непосредственном измерении на валу деформации с помощью крутильных динамометров (1).

Известен также способ измерения крутильных колебаний вала, установленного в подшипниках и нагруженного зубчатым зацеплением, посредством тензорезистора (2).

Данный способ является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Целью изобретения является упрощение измерений крутящего момента высокооборотных валов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения крутильных колебаний вала, установленного в подшипниках и нагруженного зубчатым зацеплением, упругий элемент с тензорезистором устанавливают в подшипниковом узле и регистрируют параметры амплитудно-модулированного сигнала от деформации упругого элемента на частоте прокатывания тел качения по наружной обойме подшипника.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее данный способ; на фиг. 2а и 2б

5 показаны сигналы с тензорезистора, когда на валу нет крутильных колебаний; на фиг. 28 показан сигнал с тензорезистора, когда на валу есть крутильные колебания.

Устройство содержит шестерню 1, находящуюся в зацеплении с шестерней 2, котото рая установлена на валу 3 и при действии создает радиальную силу R, пропорциональную действующему моменту. Эта сила через тело качения 4 и наружную обойму подшипника 5 деформирует упругий элемент 6, 1 деформация которого воспринимается тензорезистором 7. Если на валу нет крутильных колебаний, то при крутящих моментах М1 и

М сигнал с тензорезистора 7 будет записан на осциллографе, как показано на фиг. 2а и 26. При этом С и d — соответствующие своим моментам размахи колебаний электрического сигнала на частоте прокатывания тел качения по наружной обойме подшипника р = —, где t — время

1 йа

697797

Формула изобретения

/ т /

Фиг.s

ЦИ И И П И Заказ 6912/27 Тираж 8М Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул.. Проектная, 4 между йрокатыванием соседних тел качения.

Если на валу есть крутильные колебания с частотой Q = —+,,а вал нагружен моментом

М, то электрйческий сигнал с тензорезистора на частоте прокатывания = — бу1

-ь1 дет промодулирован на частоте Я, как показано на фиг. 2в, при этом е — максимальный размах модулированного сигнала.

Измерение крутильных колебаний осуществляется следующим образом.

Нагружают вал несколькими разными моментами на интересующих оборотах вала, )6 выбирают те участки записи на частоте прокатывания, где нет крутильных колебаний и строят график динамической тарировки тензорезистора. По оси ординат откладывают значения момента, которым нагружался вал, а по оси абсцисс — соответствующи этим значениям величины размаха электрического сигнала с тензорезистора на частоте прокатывания. Выбирают две точки на оси ординат, например М и Мо. Из графика находят,- что моменту (М вЂ” М ) кгс-м 39 на валу соответствует размах (d — с) мм на осциллограмме.

Амплитуда момента крутильных колебаний Н определяется по максимальному размаху модулированного сигнала с тензоре1 Ы зистора на частоте прокатывания щ = —.

tg

Если например, максимальный размах модулированного сигнала равен е, а постоянный момент на валу в это время М, то

Н кгс м =„— (М вЂ” М ) Х 2

P.-С

"4-С

Вторая часть модулированного сигнала, равная Нт от момента крутильных колебаний, не будет видна на осциллограмме, так как электрический сигнал с тензорезистора не меняет знак. Частоту крутильных колеоаний Я = — определяют по времени Т

1а периода между горбами амплитудной модуляции на частоте прокатывания (фиг. 2в).

Изобретение позволяет измерять крутящий момент высокооборотных валов.

Способ измерения крутильных колебаний вала, установленного в подшипниках и нагруженного зубчатым зацеплением посредством тензо рези стор а, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений крутящего момента высокооборотных валов, упругий элемент с тензорезистором устанавливают в подшипниковом узле и регистрируют параметры амплитудно-модулированного сиг нала от деформации упругого элемента на частоте прокатывания тел качения по наружной обойме подшипника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шевакин Ю. Ф. и др. Технологические измерения и приборы в прокатном производстве, М., «Металлургия», 1973, с. 157— ! 64.

2. «Справочник машинос; роителя» под ред. Серенсена С. В., Гос. н.-т. изд. машиностроительной литературы, М., 1962, с. 387 — 389 (прототип) .