Устройство для измерения момента трения в подшипниках Советский патент 1983 года по МПК G01M13/04 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА ТРЕНИЯ В ПОДШИПНИКАХ

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть преимущественно использовано для измерения момента трения в подшипниках. Известно устройство для контроля подшипников, содержащее смонтированные на основании механизм крепления испытуемого подшипника, привод вращения и преобразователь момен та трения, а также аппаратуру для регистрации момента трения . Однако известное устройство имеет низкую точность контроля подшипников. иель изобретения - повышение точности измерения момента тренияв под шипниках. Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для измерения момента трения в подшипниках, содержащее смонтированные на основании механизм крепления испытуемого подшипника, привод вращения и преобразователь момента трения, а также аппаратуру для регистрации момента трения, снабжено генератором высокочастотных электрических колебаний и демодулятором, выход которого соединен с входом регистрирующей аппаратуры, а привод вращения и преобразователь момента трения выполнены в виде последовательно соединенных пьезоэлектрического преобразователя с жесткими опорами для крепления на основании и резистора, соединенных с выходом генератора высокочастотных электрических колебаний и входом демодулятора, при этом пьезоэлектрический преобразователь выполнен с возможностью упругого контакта с кольцом испытуемого подшипника. На фиг, 1 показана схема устройства для измерения момента трения в подшипниках; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на фиг. 3 - амплитудно-частотные характеристики пьезоэлектрического преобразователя. Устройство содержит смонтированные на основании механизм крепления 1 испытуемого подшипника 2, аппаратуру 3 для регистрации момента трения, привод вращения и преобразователь момента трения, выполненные в виде последовательно соединенных пье зоэлектрического преобразователя с электродами 5 и 6 на двух противоположных боковых поверхностях и резистора 7. Электрод 5 преобразователя и вывод резистора 7 подключены к выходу генератора 8 высокочастотных электрических колебаний. При этом выводы резистора 7 подключены входу-демодулятора 9, подключенного выходом к аппаратуре 3 для регистрации момента трения. Преобразователь закреплен при помощи жестких опор 10 и 11 на основании 1 и упруго прижат через упругий элемент 12 к наружному кольцу 13 исследуемого подшипника 2, внутреннее кольцо 1 которого одной торцовой поверхностью жестко прикреплено к основанию 1 . Ам плитудно-частотные характеристики пьезоэлектрического преобразователя k при отсутствии и наличии момента трения в подшипнике 2 представлены кривыми 15 и 16 соответственно. Устройство работает следующим образом. Высокочастотные электрическое колебания с генератора 8 подаются к последовательно соединенным пьезоэле трическому преобразователю i и резистору 7. Частота сигнала генератора 8 соответствует резонансной час тоте Ч -продольных механических колебаний преобразователя k. Через преоб разователь k и резистор 7 протекает ток, сила которого зависит от нагруженности преобразователя k. Протекаю щий ток на резисторе 7 создает падение напряжения, пропорциональное силе тока. При этом конец преобразователя k совершает продольные колебани Так как в преобразователе k возбуждаются механические колебания первой моды, в его центре получается узел и поэтому в этом месте преобразователь j жестко закреплен к основанию 1 через опоры 10 и 11. При упругом взаимодействии преобразователя и наружного кольца 13 исследуемого подшипника 2 последний начинает вращаться с угловой скоростьюй. При отсутствии момента тре ния в подшипнике 2 амплитуда AQ воз004буждаемых в преобразователе k перемещений наибольшей величины, а частота возбуждаемых электрических колебаний соответствует резонансной частоте (jf продольных колебаний. Амплитудно-частотная характеристика (A4Xi) преобразователя в этом случае представлена кривой 15. При этом момент вращения подшипника наибольшей величины. При наличии момента трения в подшипнике 2 АЧХ преобразователя смещается и добротность характеристиг ки падает. Поэтому резонансная частота продольных колебаний отличается от частоты Wo П1Ттающего напряжения генератора 8. Например, из-за момента трения в подшипнике кривая 15 АЧХ преобразователя А изменяет форму и перемещается по частоте,помнимая вид кривой 16. При частоте WQ питающего напряжения и резонансной частотеШ| продольных колебаний преобразователя k амплитуда возбуждаемых продольных колебаний отличается от резонансных коебаний AQ и принимает величину А. Таким образом, напряжение на резисторе 7 получается модулированным по амплитуде изменением момента трения в подшипнике 2. Сигнал, пропорциональный моменту трения, выделяет ся демодулятором 9 и записывается для регистрации момента трения 3 аппаратурой . Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить точность измерения момента трения в подшипниках различных габаритов, так как пьезоэлектрический преобразователь исполняет как функцию привода вращения, так и функцию преобразователя момента трения. Фррмула изобретения Устройство для измерения момента трения в подшипниках, содержащее смонтированные на основании механизм крепления испытуе -ого подшипника, привод вращения и преобразователь момента трения, а также аппаратуру для регистрации момента трения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено генератором высокочастотных электрических колебаний и демодулятором, выход которого соединен с входом регистрирующей аппаратуры, а привод вращения и преобразователь момента трения выполнены в виде последователь- но соединенных пьезоэлектрического преобразователя с жесткими опорами для крепления на основании и резистора, соединенных с выходом генератора высокочастотных электрических пебаний и входом демодулятора, при этом пьезоэлектрический преобразователь выполнен с возможностью упруго1008006 го контакта с кольцом испытуемого подшипника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Автррское свидетельство СССР № 502273, кл. G 01 М ТЗ/О, 1976 (прототип).

13 #Ы1.2