Устройство для измерения осевой силы Советский патент 1986 года по МПК G01L5/12 G01M15/00 F04D29/00 

ISD to

о

00 СО

«

Изобретен 1е относится к ci-шоизмерительной технике и может быть использовано в компрессоростроении, в частности в устройствах для измерения осевых сил и их регулирования в герметичных газодувках высокого давления, применяемь Х в теплоэнергетических установках для циркуляции теплоносителя, например гелия.

Известно устройство для измерения осевой СИЛЫ5 действующей на вал, установлеиньй в опорах с осевым зазором, содержащее упругий элемент и измеритель деформации упругого элемента ,

Упругий элемент устройства вьтолнен в виде двух предварительно напряженных планок, контактирующих через шаровые опоры с торцами вала, причем вал с помощью планок устанавливают так, чтобы измерение осевой силы происходило в пределах осевого подшипников.

Однако такое вьптолнение устройства для измерения осевой силы, действующей на вал, требует выполнения обоих концов вала свободными и доступными для г роведения на них измерений. Это трудно обеспечить в герметичной газодувке, в которой один конец вала совсем не имеет доступа, а другой связан с двигателем соединительной муфтой, не позволяющей разместить на нем указанное устройство. того, в этом устройстве не предусм:отрена тарировка во время работы, что вносит дополнительную погрешность измерения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения осевой силы, действующей на вал, содержащее чузст в тельные элементы с тензодатчиками, выполненные в виде упругих перемычек соединенных с обоймой упорного подшип ника вала и фланцем корпуса.

Однако- и при таком выполнении устройства погрешность в измерении осевой силы будет значительной, поскольку осевой сдвиг, ротора при измерениях может превышать осевой люфт в шарикоподшипниках, и часть действующей на вал осевой силы будет уравновешиваться возникающей силой трения,оценка величины которой затруднена. Кроме того, в данлом устройстве не предусмотрено проведение тарировки чувствительного элемента во время работы, газодувки, что также снижает точ892

ность измерения осевой силы, действующей на вал.

Целью изобретения является повышение точности измерения осевой силы

и обеспечение возможности тарировки тензодатчиков непосредственно на газодувке.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения осевой

силы, действующей на вал газодувки, соединенный с приводом при помощи муфты, содержащее чувствительные элементы с тензодатчиками, выполненными в виде упругих перемычек, соединенных с обоймой упорного подшипника вала и фланцем корпуса, дополнительно содержит установленную между обоймой . и фланцем крьпш :у с отверстиями и расположенными в них регулировочными

винтами, ввинченными в обойму и соединенными с перемычками при помощи накладного кольца, причем крьшка снабжена втулкой с cyфлиpyющи ш отверстиями, расположенным на ней диском,

имеющим на внутренней и наружной поверхности лабиринтные уплотнения и образующим с ведомой частью муфты камеру регулируемого наддува.

Иа фиг. 1 показано устройство для

измерения осевой силы, действующей на вал, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - общий вид герметичной газодувки.

Устройство ,цля измерения осевой

силы, действующей на вал 1 газодувки 2, установленной в опорных подшипниках 3 и соединенный с приводом 4 при помощи 5, содержит чувствительные элементы с тензодатчиками 6, выполненные в виде упругих перемычек 7. соединенных с обоймой 8 упорного подшипника 9 вала 1 и фланцем 10 корпуса 1 1 . Дополнительно между обой-. мой 8 и фланцем 10 установлена крьшка 12 с отверстиями 13 и расположенны и в них peгyлиpoвoчны и винтами 14, ввинченными в обойму 8 и соединенными с перемычками 7 при помошц накладного кольца 15, причем крышка 12снабжена втулкой 16 с суфлирующими отверстиями 17 и расположенным на ней диском 18, имеюш|Им на внутренней и наружной поверхностях лабиринтные уплотнения 19 и образуюш11М с ведомой

частью 20 муфты 5 камеру 21 регулируемого наддува. При этом для разгрузки упорного подшипника 9 от действия радиальнь х сил, которые могут вносить погрешность в результаты измерения, создавая дополнительную силу трения между наружным кольцом подшипника 9 и обоймой 8, последний установлен в обойме с зазором как по наружному диаметру, так и по торцу. При этом зазор по торцу составляет 0,05-0,1мм Устройство для измерения осевой силы, действующей на вал газодувки. работает следующим образом. Перед проведением измерения (статическая тарировка при неподвижном вале) в опорных подшипниках 3 выбирается осе вой люфт и создается предварительный натяг чувствительных элементов посредством смещения вала 1 в сторону, противоположную направлению действия ожидаемой осевой силы. Для этого регулировочные винты 14 ввинчивают (или вывинчивают) в обойму 8 упорного под шипника 9 до тех пор, пока не произо дет деформация упругих перемычек 7 и тензодатчики 6 не передадут соответствующий сигнал на измерительную аппаратуру. Затем в камере 21, образованной ведомой частью 20 муфты 5 и диском 18 с лабиринтными уплотнени ями. 19, на внутренней и наружной поверхностях осуществляется регулируемьй наддув сжатым газом от внешнего источника, вследствие чего вал 1 нагружается осевой силой, под действием которой он смещается в пределах осевого люфта опорных подшипников 3 и через упорный подшипник 9, обойму 8, регулировочные винты 14 и накладное кольцо 15 производит дополнительную деформацию упругих перемычек 7. При этом газ, просочившийся через лабиринт1л 1е уплотнения 19, отводится через суфлирующие отверстия 17 втулки 16. Величина осевой силы, задаваемой при тарировке, определяется величиной давления наддува и диаметральными размерами камеры 21 и идентифицируется с разностью деформаций упругих перемычек после нагружения вала 1 и до его нагружения. Динамическая тарировка (при вращающемся вале) производится аналогично, при этом отсчет показаний измерительного устройства ведется от величины уже действующей на вал осевой силы до подачи в камеру 21 регулируемого наддува, а для наддува может использоваться сжатый газ от газо- дувки. Таким образом, предпоженное устройство позволяет исключить силы трения в подшипниках при осевом сдвиге вала 1 и, таким образом, повысить точность измерения осевой силы, действующей на вал. Предлагаемое устройство позволяет также производить тарировку как при неподвижном, так и |вращающемся вале 1 непосредственно faa газодувке, благодаря чему исключается необходимость в разборке газодувки и установке в ней механизмов для передачи тарированной осевой силы на вал 1 и устраняется дополнительная погрешность измерений, связанная с наличием сил трения в передающих механизмах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОЙ СИЛЫ, действующей на вал газодувки, соединенный с приводом при помощи муфты, содержащее чувствительные элементы с тензодатчиками, вьтолненные в виде упругих перемычек,соединенных с обоймой упорного подшипника вала и фланцем корпуса, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения осевой силы и обеспечения возможности тарировки тензодатчиков непосредственно на газодувке, оно дополнительно содержит установленную между обоймой и фланцем крьшку с отверстиями и расположенными в них регулировочными винтами, ввинч.енными в обойму и соединенными с перемычками при помощи накладного кольца, причем крьшпса снабжена втулкой и суфлирующими отверстиями и расположенным на ней диском, имеющим на внутренней и наружной поверхностях лабиринтные уплотне- § ния и образующим с ведомой частью муфты камеру регулируемого наддува. ГЛ