Способ контроля технического состояния подшипникового узла Советский патент 1986 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано преимущественно для контроля технического состояния подшипниковых узлов.

Цель изобретения - повьш1ение точности контроля путем учета зазора в подшипниковом узле.

На фиг.1 показана общая принципиальная схема колебаний вала в опорах скольжения, на фиг.2 - схема ко- лебанид вала непосредственно в зазоре подшипника скольжения.

Вертикальнь1е колебания вала, массой m при вращении в подшипниках скольжения с зазором состоят из двух составляющих: колебаний, обусловленных действием центробежных сил и упругости вала г и колебаний вала в зазоре подшипника Х. Тогда общие колебания массы вала в вертикальной плоскости равны сумме этик колебаний

247709

10

15

где - величина зазора}

Ч - угол отклонения вала , Si-Q- собственная частота колебаний вала в зазореJ - фаза.

Собственная частота колебаний вала в зазоре определяется путем представления колебаний вала в зазоре как колебаний физического маятника. При этом колебания вала происходят вокруг точки подвеса, удаленной от центра масс вала на величину, равную 2 1 , где S - величина зазора в подшипнике. Тогда, определив момент инерции массы вала относительно этой точки и массу вала, собственная частота колебаний вала в зазоре определяется как

20

5.

(6)

г(г+Х)е

jut

(1)

где и - частота вращения.

Колебания вала под действием центробежной сипы и силы упругости происходят относительно ОСИ У , смещенной от центральной оси У на величину статического прогиба вала г определяемого как

г„ mg/c.

(2)

где с - жесткость вала.

Амплитуда колебаний г относительно оси У находится из равенства восстанавливающей и центробежной силы

(3)

1

где Wj 4-первая собственная -час- тота изгибных колебаний

вала.

Амплитуда колебаний массы вала X определяется -из уравнения

, , тХ,+с() 0, (А)

где X - колебания вала в зазоре

подшипника.

Величина Х определяется исходя из схемы колебаний вала в зазоре подшипника как

(1-cos4)e

)

(5)

где

- величина зазора в подшипнике;

m

- масса вала, I - момент инерции массы вала. Подставляя (5) в (4) и решая уравнение находят Х| как

-- 2(1-cos4)e

Л - ..

|()

1(-): (Jo

(7)

5

0

Учитывая, что ( ). «1, выражение (7) принимает вид

Х 2i(1-cos4)eJ(« (8)

1, Подставляя зависимости (3) и (8) в (1), получают

(Wfi)

V /,

1+ke

(й

Т)1 jut

,(9)

45

где к - числовой коэффициент. Тогда возмущающая сила, действующая в опоре подшипника, равна

РХ

сг

се

Inkei - V dO) (-)-1 1 -1

Таким образом, частотный спектр воз-- мущакнцей силы, действующей в опоре подшипника, содержит огибающую частоты вращения вала, т.е. модулирован- кую частотой Si частоту вращения и. Ввиду того, что вибрационньй сигнал пропорционален величине силы, то он также содержит модулированную частотой Лд частоту вращения вала и .

Выделяя частоту огибающей 5 на частоте вращения вала, величина зазора Л определяется как

S. собственная частота огибающей частоты вращения вала

I - момент инерции массы вала

m - масса вала}

g - ускорение свободного падения.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет повысить точность и надежность определения величины зазора в подшипниковом узле при работе механизма путем измерения частоты оги- бшощей частоты вращения вала, момента инерции массы вала, массы вала. Тем самым появляется возможность с больщей степенью точности и надежное- ти контролдазовать техническое состо0

5

0

5

яние механизма в процессе его эксплун

атации.

Формула изобретения

Способ контроля технического состояния подщипникового узла заключающийся в том, что измеряют вибрацию подшипникового узла, выделяют огибающую амплитуду вибрации, о т .- личающийся тем, что, с целью повышения точности контроля путем учета зазора в подшипниковом узле, измеряют собственную частоту огибающей частоты вращения вала пЪд- шипникового узла, массу вала, моменты инерции вала и рассчитывают величину радиального зазора в подшипниковом узле по формуле

S

где S- радиальный зазор

.- собственная частота огибающей частоты вращения вала; i - момент инерции вала; m - масса вала , g - ускорение силы тяжести.

Изобретение относится к контролю технического состояния подщипни- кового узла и позволяет повысить точность контроля подшипниковых узлов за счет учета зазора в подшипниковом узле. Для этого радиальный зазор рассчитывают по собственной частоте огибаклцей частоты вращения вала, моменту инерции вала и массе вала.2 tai. N9 4 VI sl

фиг. J

ВНИИПИ Заказ 4116/41

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2

Тираж 778

Подписное

город, ул. Проектная, 4