Прибор для измерения момента трения в подшипниках качения Советский патент 1958 года по МПК G01L3/00 G01M13/04 

В технике измерения момента треняя в точных подшипниках качения изве|Стны приборы, принцип действия которых основан на способе «выбега и в которых применен маховик, нагружающий подшипник и обладающий определенным весом И моментом,инерции.

Однако эти приборы не обеспечивают достаточную точность показаний и, кроме того, процесс измерения посредством этих приборов представляет известную сложность.

Предлагаемый прибор того же назначения свободен от указанных недостатков.

Достигается это применением емкостного высокочастотного датчика угловых скоростей вращения контролируемого подшипника. Датчик выполнен в виде гетеродина, конденсатор контура которого состоит из пружинных статорных пластин и промежуточной роторной пластины- Последняя имеет форму диска, вращаемого на контролируемом подшипнике и снабженного по окружности зубцами, расположенными против зубцов того же тага нарезки на статорных пластинах.

Частотно-модулированные колебания, полученные в контуре гетеродина, после дискриминатора усиливаются посредством усилителя. На выходе усилителя включено резонансное реле, осуществляющее включение отметчика времени и сброс показаний предыдущего измерения.

На чертеже изображена принципиальная схема прибора.

При измерении момента трения подшипников способом «выбега подшипник нагружается маховиком с определенным весом и моментом инерции. Затем подшипнику сообщается некоторая начальная угловая скорость. В зависимости от времени вращения подшипника и числа оборотов, определяется его момент трения по формулам

M., J-- (а) илим.,)(б)

№ 116016- 2 -

Предлагаемый прибор обеспечивает измерение момента трения по формуле (б).

Угловые скорости в приборе задаются емкостным высокочастотным датчиком с частотной модуляцией, представляющим обычный гетеродин- Конденсатор контура гетеродина выполнен в виде двух статорных и одной промежуточной роторной пластины.

Роторная пластинд / выполнена в виде зубчатого диска, вращающегося в горизонтальной плоскости на измеряемом подшипнике. На расстоянии около 0,5 мм от роторных зубцов расположены статорные зубчатые пластины 2, имеющие такой же шаг нарезки зубьев.

Когда зубцы ротора / находятся против зубцов статорных пластин 2, емкость конденсатора наибольшая, а частота колебаний гетеродина меньше несущей. В случае, когда зубцы диска находятся против впадин статорных пластин емкость конденсатора - наименьшая, а частота колебаний гетеродина больше несущей.

При вращении ротора частота колебаний гетеродина периодически меняется, т. е. модулируется по частоте. Модуляция f.,, по частоте зависит от угловой скорости вращения диска

; (uz„

I - , где Z - число зубцов диска.

Полученные в контуре гетеродина частотно-модулированные колебания после дискриминатора усиливаются однокаскадным усилителем низкой частоты. На выходе усилителя низкой частоты включено резонансное реле. Резонансное реле при определенных угловых скоростях маховика включает и выключает отметчик времени и производит сброс показаний предыдущего измерения. Реле состоит из электромагнита и трех пластинок - резонаторов, настроенных на определенные частоты.

При замедлении вращения диска частота модуляции уменьшается как только частота модуляции станет равной собственной частоте колебания одной из трех пластинок; колебания этой пластинки становятся максимальными, и она замыкает соответствующий контакт.

Первая пластина настроена на |Собственную частоту колебания, соответствующую угловой скорости сброса показания времени (момента трения).

Вторая пластина настроена на частоту, соответствующую начальной угловой скорости контроля (включение отметчика времени) и третья - на частоту, соответствующего конечной угловой скорости контроля (выключение отметчика времени).

Измерение времени, в течение которого достигается разность угловых скоростей маховика, производится по величине напряжения на конденсаторе, заряжаемого от стабилизированного источника напряжения через постоянное сопротивление.

Величина напряжения зависит от времени заряда, т. е. от времени, в течение которого достигаеТ|Ся заданная разность угловых скоростей диска.

Измерение на конденсаторе производится с помощью лампового вольтметра. Шкала прибора проградуирована непосредственно в величинах момента трения. В схеме предусмотрено реле блокировки, служащее для выключения измерителя времени при преждевременной остановке подшипника.

Предмет изобретения

Прибор для измерения момента трения в подшипниках качения, в частности, в точных подшипниках, основанный на способе «выбега, .с

применением нагружающего подшипник маховика, обладающего определенным весом и моментом инерции, отличающийся тем. что, с целью упрощения процесса измерения и повышения точности показаний прибора, он снабжен емкостным высокочастотным датчиком угловых

скоростей вращения контролируемого подшипника, выполпенным в виде гетеродина, конденсатор контура которого состоит из наружных статорных пластин и промежуточной роторной пластины в форме диска, вращаемого на контролируемом подшипнике и снабженного по окружности зубцами, расположенными против зубцов того же шага нарезки на статорных пластинах, с последующим усилением ча1:тотно-модулированных колебаний после дискриминатора посредством усилителя низкой частоты, на выходе которого включено резонансное реле, включающее и вывключающее отметчик времени и осуществляющее сброс показаний предыдущего измерения.

- 3 -№ 116016