Датчик контроля износа Советский патент 1986 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дискретного измерения малых механических перемещений, например связанных с измерением износа трущихся пар.

Цель изобретения - повьппение точности за счет исключения влияния температурного фактора пары трения.

На чертеже изображен датчик контроля износа.

Датчик контролирует износ пары трения, состоящую из вала 1, установленного во вкладыше 2. Вкладьш закреплен в корпусе подшипника 3. В корпусе подшипника 3 и вкладьш а 2 выполнено отверстие, через которое щуп 4 взаимодействует с поверхностью вала 1. Щуп 4 закреплен на торце упругого баллона 5, в котором размещен сильфон 6, Сильфов сообщается с капилляром 7, заполненным ферро-г жидкостью. Внутри баллона установлена недеформируемая капсула 8, соединенная с дополнительным капилляром 9 заполненным феррожидкостью. Датчик снабжен плитой 10, установленной с возможностью осевого перемещения относительно капилляров 7 и 9 по направляющим 11. Плита 10 оснащена винтовым приводом 12 и электродвигателем 13. Управление двигателем осуществляется блоком управления (не показан) ..

К капилляру 7 подсоединен регулирующий сильфон 14. Упругий баллон 5 с сильфоном 6 и недеформируемой капсулой 8 закреплены на корпусе подшипника 3 с помощью хомута - основания На пЛите 10 жестко закреплены магйит ные датчики. Магнитный датчик 16 представляет собой С-образный магни- топровод с сетевой первичной и измерительной обмотками 17 и 18, Допол- нительгый магнитный датчик 19 представляет собой Ш-образный магнитопро вод с центральной - сетевой обмоткой 20 и двумя вторичными - измерительными обмотками 21 и 22.

Датчик работает следующим образом

Вращение вала 1 приводит к износу вкладьщ1а 2 подшипника 3. При этом щуп 4, упирающийся в боковую поверхность вала, отжимается Им и-необратимо деформирует упругий баллон 5, с которым он жестко соединен. Баллон 5 в свою очередь сжимает сильфон 6, вытесняя из него феррожидкость в

капилляр 7. Таким образом, уровень жидкости в капилляре 7 возрастает по мере износа вкладьш а подшипника. Баллон 5 служит для интегрирования перемещений щупа 4, ослабления пульсации, вызванных биением вала 1,

До тех пор, пока феррожидкость в капилляре находится ниже магнитного датчика 16, магнитный поток, наведенный сетевой обмоткой 17, мал (маг- нитопровод разомкнут) и напряжение на концах обмотки 18 недостаточно для срабатывания устройства сиг нали- зации. Когда феррожидкость R капилляре 7 достигает уровня, находящегося вьшае магнитного датчика 16, магни- топровод замыкается, и в несколько раз увеличенный магнитный поток наводит во вторичной обмотке 18 ЭДС,

достаточную для срабатывания аварийных устройств.

Следует отметить, что уровень феррожидкости в капилляре 7 будет повышать не только деформация упругого

баллона 5, вызванная износом подшипника, а и нагр.ев жидкости из-за повышения температуры в зоне трения при ужесточении нагрузочно-скоростных режимов или ухудшении поступления

смазки. В результате создаются условия для ложного срабатывания датчика.

Для предупреждения этого явления предусмотрена система, работающая следующим образом, В упругом баллоне 5 установлена капсула 8, соединенная с дополнительным капилляром 9. Размер капсулы выбирается так, что даже при максимальной деформации упругого баллона 5 на нее не воздействуют никакие механические усилия.; Корпус капсулы изготавливается из материа

5

0

5

ла, обладающего хорошими теплопере- дающими характеристиками, например меди, серебра. Этим обеспечивается одинаковый температурный режим в объемах капилляров 7 и 9, в упругом баллоне 5 и капсуле 8. На плите 10 касательно к капилляру 9 установлен магнитный датчик 16, Вторичные обмотки 21 и 22 подключены к блоку управления двигателем (не показан), Блок управления вырабатывает сигнал для электродвигателя 13, причем если феррожидкость находится относительно плиты 10 Bbmie уровня В , т,е, ЗДС во вторичных обмотках 21 и 22 максимальны и равны, электродвигатель 13 вращает винтовой механизм так, что пли31259

та 10 на направлякяцих 11 движется вверх. В случае понижения феррожидкости в капилляре 9 ниже Ш-обрачного магнитопровода, ЭДС в обмотках 21 и 22 минимальны и равны, блок управ- j ления вращает электродвигатель так, что плита 10 движется вниз. Положение равновесия возникает тогда, когда феррожидкость находится на уровне Г , т.е. ЭДС в обмотке 22 максимальна, а ,W в 21 - минимальна.

Таким образом, при изменении температуры положение плиты 10 относительно уровня феррожидкости в капилляре 7 будет изменяться. Этим обес- 5 печивается компенсация погрешностей, возникающргх вследствие изменения температуры как окружающей так и возни- каняцей в паре трения.

Сильфон 1Д с винтовым приводом 20 подключен к капилляру 7 и служит для

494

изменения уровня феррожидкости при

настройке датчика.

Формула изобретения

Датчик контроля износа, содержащий основание, щуп, соединенный со щупом упругий баллон с капилляром, заполненный феррожидкостью, и магнитный датчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности он снабжен установленной внутри баллона недеформируемой капсулой, соединенным с ней дополнительным капилляром, заполненным феррожидкостью, и взаимодействующим с ним дополнительным магнитным датчиком и плитой, установленной с возможностью осевого перемещения относительно капилляров,

на которой жестко закреплены магнитные датчики.

Изобретение, относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дискретного измерения малых механических перемещений, например измерения износа трущихся пар. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения влияния температурного фактора. Датчик снабжен дополнительным капилляром, соединенным с недеформйруемой капсулой. Плита с закрепленными на ней магнитными датчиками имеет возможность осевого перемещения относительно капилляров, компенсируя погрешности, вызванные изменением температуры, возникающей в паре трения и окружающей среде. 1 ил. IsD СЛ СО i4ib ;о

-я

б в S в

Редактор Н.Тупица

Составитель О.Губерниева

Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Заказ 5114/41 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,.Раушская яаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4