Безразборный способ диагностирования износа зубчатых колёс Российский патент 2025 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к способам диагностирования состояния зубчатых колес и может использоваться при оценке качества зубчатого зацепления в механических передачах.

Известен способ исследования степени износа зубчатых колес, включающий замер их геометрических параметров после процесса изнашивания и сравнение последних с параметрами идентичных неизношенных зубчатых колес, при котором испытываемое колесо включают в замкнутый четырехэлементный силовой контур, составленный из него и двух сопряженных, идентичных неизношенному испытываемому, образцовых колес и элемента в виде диска с расположенным по его периметру зубчатым венцом, профиль которого идентичен профилю образцовых колес, причем венец элемента имеет ширину много меньшую ширины зубьев испытываемого колеса, образцовые колеса жестко закреплены на валах, испытываемое колесо - с возможностью свободного вращения на валу, а элемент - с возможностью принудительного перемещения вдоль вала на величину ширины зубьев испытываемого колеса, при работе контура регистрируют углы поворота испытываемого колеса и элемента, сравнивают эти углы и по разнице их величин судят о степени и характере износа вдоль рабочих поверхностей зубьев испытываемого колеса, причем в начале испытаний элемент устанавливают в одно из крайних положений на валу, а после каждого полного поворота испытываемого колеса его смещают вдоль вала на шаг, равный ширине венца элемента, замеры повторяют и определяют дополнительно величины и характер износа поперек рабочих поверхностей зубьев испытываемого колеса, сравнивая углы поворота в одноименных фазах зубчатого профиля испытываемого колеса (патент RU 2386940, МПК G01M 13/02, 2010).

Недостатком способа является необходимость демонтажа зубчатых колес и установка их на стенд, что сопряжено с неоправданными затратами снижающими экономическую эффективность диагностирования остаточного ресурса зубчатых колес механической передачи.

Наиболее близким является способ исследования степени износа зубчатых колес, включающий замер их геометрических параметров после процесса изнашивания и сравнение последних с параметрами идентичных неизношенных колес, при котором испытываемое колесо включают в замкнутый силовой контур, составленный из него и трех идентичных неизношенному испытываемому образцовых колес, причем образцовые колеса укреплены на валах жестко, а испытываемое - с возможностью свободного вращения на валу, и регистрируют при работе контура углы поворота испытываемого и сопряженного с ним образцового колеса, сравнивают эти углы и по разнице их величин судят о степени и характере износа испытываемого колеса (патент RU 2384829, МПК G01M 13/02, 2010).

Недостатком способа является необходимость демонтажа зубчатых колес и установка их на стенд, что сопряжено с неоправданными затратами снижающими экономическую эффективность диагностирования остаточного ресурса зубчатых колес механической передачи.

Задачей изобретения является разработка безразборного способа диагностирования износа зубчатых колес.

Технический результат - упрощение способа диагностирования износа зубчатых колес.

Технический результат достигается в безразборном способе диагностирования износа зубчатых колес, при котором о характере износа колеса судят по величине угла его поворота, путем сопоставления полученных данных с эталонными, при этом ведущее зубчатое колесо до упора поворачивают по или против часовой стрелки, на его выходном валу неподвижно устанавливают стрелочный индикатор, на неподвижном корпусе устройства устанавливают градуированный сектор - транспортир, поворачивают ведущее зубчатое колесо до упора в противоположную сторону, фиксируют значение угла отклонения стрелки индикатора и по формуле ΔH = tg α · R, где R - радиус делительной окружности ведущего зубчатого колеса, tg α - тангенс угла отклонения стрелки индикатора при повороте ведущего колеса, определяют ΔН - линейное значение зазора между зубьями зубчатых колес вдоль линии их зацепления.

Сущность изобретения заключается в безразборном способе диагностирования износа зубчатых колес, позволяющем определить фактическое значение износа зубчатых колес с помощью неподвижно установленного на выходном валу ведущего зубчатого колеса стрелочного индикатора, путем измерения с помощью транпортира, установленного на неподвижном корпусе устройства, угола отклонения стрелки индикатора при повороте ведущего зубчатого колеса до упора по (или против) часовой стрелки до упора. При этом, угол α отклонения стрелки индикатора по известной формуле tg α = ΔH/R, где R - радиус делительной окружности 7 ведущего зубчатого колеса, позволяет вычислить ΔН, соответствующее линейному значению зазора между зубьями зубчатых колес вдоль линии их зацепления, позволяющем определить фактическое значение износа зубчатых колес, сопоставив его с эталонным значением.

Способ не требует разбора конструкции зацепления колес, осуществляется по месту использования зубчатой пары и позволяет диагностировать износ зубьев зубчатых колес по величине зазора между зубьями исходя из нормированных параметров зацепления и допусков в конкретных зубчатых передачах (ГОСТ 1643-81, ГОСТ 9178-81).

Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на фиг. 1 - кинематическая схема зубчатого зацепления; на фиг. 2 - представлен общий вид зубчатой передачи; на фиг. 3 - представлен вид А - установка транпортира и стрелочного индикатора; на фиг. 4 - расчетная схема определения величины зазора в зубчатом зацеплении в зависимости от положения стрелки индикатора.

Безразборный способ диагностирования износа зубчатых колес осуществляется следующим образом. Ведущее зубчатое колесо 1 поворачивают (например, с помощью гаечного ключа) по или против часовой стрелки до упора с ведомым зубчатым колесом 2. На корпусе 3 устройства, внутри которого установлена зубчатая пара неподвижно устанавливают (например, с помощью вакуумной присоски) градуированный сектор - транспортир 4, а на выходном валу 5 ведущего зубчатого колеса 1 неподвижно устанавливают стрелочный индикатор 6. Транспортир 4 устанавливают так, чтобы его условный центр соответствовал оси выходного вала 5 ведущего зубчатого колеса 1, а стрелочный индикатор 6 перекрывал шкалу транспортира 4 или доходил до нее и совпадал с нулевой отметкой.

Далее, ведущее зубчатое колесо 1 поворачивают (например, с помощью гаечного ключа) в противоположную сторону (соответственно, против или по часовой стрелке) до упора с ведомым зубчатым колесом 2. При этом стрелочный индикатор 6, описывая дугу, перемещается по транспортиру 4, показывая значение угла α отклонения стрелки индикатора 6. Зная величину угла α, можно найти значение его тангенса и, подставив в формулу ΔH = tg α · R, где R - радиус делительной окружности ведущего зубчатого колеса 1, tg α - тангенс угла отклонения стрелки индикатора 6 при повороте ведущего колеса 1, определить ΔН - линейное значение зазора между зубьями зубчатых колес 1, 2 вдоль линии их зацепления.

Затем сопоставляют полученные значения величины зазора между зубьями зубчатых колес 1, 2 вдоль линии их зацепления с эталонными (регламентированными) значениями (с учетом допусков), известными для каждой зубчатой пары исходя из параметров зубчатых колес, определяют фактическое значение износа зубчатых колес, и принимают решение о целесообразности дальнейшей эксплуатации зубчатой передачи, разборки, ремонта или утилизации.

Таким образом, безразборный способ диагностирования износа зубчатых колес, при котором ведущее зубчатое колесо до упора поворачивают по или против часовой стрелки, на его выходном валу неподвижно устанавливают стрелочный индикатор, на неподвижном корпусе устройства устанавливают градуированный сектор - транспортир, поворачивают ведущее зубчатое колесо до упора в противоположную сторону, фиксируют значение угла отклонения стрелки индикатора, по формуле ΔH = tg α · R, где R - радиус делительной окружности ведущего зубчатого колеса, tg α - тангенс угла отклонения стрелки индикатора при повороте ведущего колеса, определяют ΔН - линейное значение зазора между зубьями зубчатых колес вдоль линии их зацепления и судят о характере износа колеса путем сопоставления полученных данных с эталонными, является простым, осуществляется по месту использования зубчатой пары и обеспечивает диагностику износа зубчатых колес без разбора конструкции.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам диагностирования состояния зубчатых колес, и может использоваться при оценке качества зубчатого зацепления в механических передачах. Сущность: ведущее зубчатое колесо до упора поворачивают по или против часовой стрелки, на его выходном валу неподвижно устанавливают стрелочный индикатор, на неподвижном корпусе устройства устанавливают градуированный сектор - транспортир, поворачивают ведущее зубчатое колесо до упора в противоположную сторону, фиксируют значение угла отклонения стрелки индикатора и по формуле ΔH = tg α ⋅ R, где R - радиус делительной окружности ведущего зубчатого колеса, tg α - тангенс угла отклонения стрелки индикатора при повороте ведущего колеса, определяют ΔН - линейное значение зазора между зубьями зубчатых колес вдоль линии их зацепления, а о характере износа колеса судят по величине угла его поворота путем сопоставления полученных данных с эталонными. Технический результат: упрощение способа диагностирования износа зубчатых колес. 4 ил.

Безразборный способ диагностирования износа зубчатых колес, при котором о характере износа колеса судят по величине угла его поворота путем сопоставления полученных данных с эталонными, отличающийся тем, что ведущее зубчатое колесо до упора поворачивают по или против часовой стрелки, на его выходном валу неподвижно устанавливают стрелочный индикатор, на неподвижном корпусе устройства устанавливают градуированный сектор – транспортир, поворачивают ведущее зубчатое колесо до упора в противоположную сторону, фиксируют значение угла отклонения стрелки индикатора и по формуле ΔH = tg α ⋅ R, где R – радиус делительной окружности ведущего зубчатого колеса, tg α – тангенс угла отклонения стрелки индикатора при повороте ведущего колеса, определяют ΔН – линейное значение зазора между зубьями зубчатых колес вдоль линии их зацепления.