Устройство для измерения толщины смазочного слоя в высокоскоростных шарикоподшипниках Советский патент 1985 года по МПК G01B5/14 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины смазочного .слоя при испытаниях высоко(;коростных шарикоподшипников.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения толщины смазочного слоя в высокоростных шарикоподшипниках, содержащее цилиндрический корпус, соосно установленный на нем экспериментальный шарикоподшипник, выполненный в виде двух параллельных колец, одно из которых изготовлено из оптически прозрачного материала, а другое - из металла, и расположенного между ними сепаратора с шариками, соосно закрепленный в корпусе электродвигатель с валом, скрепленным с кольцом из оптически прозрачного материала, и микроскоп с источником света 1.

Однако в известном устройстве измере}шя производят без наложения вибраций на пару трения, которые обычно сопровождают работу высокоскоростных шарикоподшипников.

Кроме того, наблюдение за зоной трения ведется через микроскоп стробоскопическим методом, не Очбеспечивающим синхронизацию частоты светового импульса с частотой вращения шарика и с частотой его вибраций, что ограничивает функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерений при наложении вибраций.

Эта цель достигается тем, что устройство для измерения толщины смазочного слоя в высокоскоростных шарикоподшипниках, со.держащее цилиндрический корпус, соосно ус-, тановленный на нем экспериментальный шарикоподшипник, выполненный в виде двух параллельных колец, одно из которых изготовлено из оптически прозрачного мате: риала, а другое - из металла, и расположенного между ними сепаратора с шариками, соосно закрепленный в корпусе электродвигатель с валом, скрепленны.м с кольцом из оптически прозрачного материала, и микроскоп с источнико.м света, снабжено соосно закрепленным на корпусе вибрационным .механизмом, на котором установлено кольцо из металла, установленным на этом кольце вибродатчиком, линией задержки, включенной между вибродатчиком и источником света, установленной между микроскопом и кольцом из оптически прозрачного материала оптической головкой, выполненной в виде соосно скрепленной с сепаратором полой цилиндрической оправки, закрепленных на ней отражательных призм и объектива, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости кольца и пересекается с окружностью, проходящей через центры ш-ариков, призмы прямого зрения, установленной между отражательными призмами и микроскопо.м с возможностью вращения относительно своей оптической оси, совпадающей с осью вращения оправки, и .редуктора передачи вращения с оправки на призму прямого зрения.

На чертеже показана с.хема устройства для и змерения толш,ины смазочного слоя в высокоскоростных шарикоподшипниках.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, соосно установленный на нем экспериментальныйшарикоподшипник,

выполненный в виде двух параллельных колец 2 и 3, кольцо 2 изготовлено из оптически прозрачного материала, а кольцо 3 - из металла, и расположенного между кольцами 2 и 3 сепаратора 4 с шариками 5, сооснозакрепленный в корпусе 1 электродвигатель 6 с валом 7, скрепленным с кольцом 2, микроскоп 8 с источником 9 света, соосно закрепленный на корпусе 1 вибрационный механизм 10, на котором установлено кольцо 3, установленный на кольце 3 вибродатчик 1, линию 12 задержки, оптическую головку, выполненную в виде соосно скрепленной с сепаратором 4 полой цилиндрической оправки 13. закрепленных на ней отражательных призм 14 и 15 и объектива 16, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости кольца 2 и пересекается с окружностью, проходящей через центры шариков 5, призмы 17 прямого зрения, установленной с возможностью вращения, и редуктора 18 передачи вращения с оправки 13 на призму 17 прямого зрения.

Устройство работает следующим образом.

С помощью электродвигателя 6 задают вращение кольцу 2, которое через шарики 5 и сепаратор -4 передается на оправку 13 и далее через редуктор 18 - на приз.му 17 прямого зрения. При повороте приз.мы 17 на некоторый угол изображение поворачивается на удвоенный угол. Поэтому редуктор 18 обеспечивает вращение призмы 17 с частотой вдвое меньшей, чем частота вра1цения оправки 3. Зона контакта шарика 5 и кольца 2 освеш,аетсяисточником 9 монохроматического света. Вследствие наложения- световых лучей, отраженных от нижней поверхности кольца 2 и стального шарика 5, создается интерференционная картина, наблюдаемая с помощью объектива 16, отражательных призм 14 и 15, призмы 17 прямого зрения н микроскопа 8. За счет соответствующего вращения оправки 13 и призмы 17 прямого зрения в установившемся режиме интерференционная картина неподвижна. Для создания четкой интерферограммы рабочая поверхность кольца 2 покрывается полупрозрачным слоем вещества, показатель преломления которого значительно отличается от показателя преломления смазочного материала. Затем с помощью вибрационного механи:зма 10 сообщают кольцу 3 и шарикам 5 вибрации. При этом с вибродатчика 11 через линию 12 задержки на источник 9 света поступают электрические импульсы, обеспечивающие синхронизацию частоты световых импульсов источника 9 света с частотой вибрации механизма 10. Время задержки этих

-Е

/ / / X

////////

пульсов подбирают из условия обеспечения четкой и неподвижной интерферограммы, по которой измеряют толщину смазочного слоя.

Использование предлагаемого устройства для измерения толщины смазочного слоя в высокоскоростных щарикоподшипниках обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измереНИИ в динамике при наложении вибраций и приближения экспериментальных условий испытаний к эксплуатационным.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СМАЗОЧНОГО СЛОЯ В ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКАХ, . содержащее цилиндрический корпус, соосно установленный на нем экспериментальный шарикоподшипник, выполненный в виде двух параллельных колец, одно из которых изготовлено из оптически прозрачнрго материала, а другое - из металла, и расположенного между ними сепаратора с шариками, соосно закрепленный в корпусе электродвигатель с валом. скрепленным с кольцом из оптически прозрачного материала, и микроскоп с источником света, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерений при наложении вибраций, оно снабжено соосно закрепленным на корпусе вибрационным механизмом, на котором установлено кольцо из металла, установленным на этом кольце вибродатчиком, линией задержки, включенной между вибродатчиком и источником света, установленной между микроскопом и кольцом из оптически прозрачного материала оптической головкой, выполненной в виде соосно скрепленной с сепаратором полой цилиндрической оправки, закрепленных на ней отражательных Q призм и объектива, оптическая ось которого 9 перпендикулярна плоскости кольца и пе(Л ресекается с окружностью, проходящей через центры шариков, призмы прямого зрения, установленной между отражательными призмами и микроскопом с возможностью вращения относительно своей оптической оси, совпадающей с осью вращения оправки, и редуктора передачи вращения с оправки на призму прямого зрения. О5 сд 00 00