Способ определения нагрузок на подшипник качения Советский патент 1986 года по МПК G01M13/04 

127

Изобретение относится к подшипниковой промьшшенностн и может быть преимущественно использовано для определения нагрузок на подшипники качения.

Целью изобретения является повышение точности измерения нагрузок.

На фиг.1 показан радиально-упор- ный шариковый подшипник с тензорезис- торами, размещенными на цилиндрической поверхности наружного кольца по обе стороны относительно плоскости центров шариков подшипника а также эпюры распределения деформации при нагружении подшипника осевой силой; на фиг.2 экспериментальные кривые распределения деформаций по ширине кольца -при нагружении подшипника различными значениями осевой силы на фиг.З - то же, при комбинированной нагрузке осевой силой и центробежной силой тел качения; на фиг.4 - устройство для определения величины вращающейся радиальной силы (F) и величины знака осевой силы (Fa), а также определение по величинам этих сил значения эквивалентной динамической нагрузки (С).

Устройство для определения нагрузок на подшипник качения содержит тензорезисторы 1 и 2, расположенные по обе стороны относительно плоскости центров шариков 3 подшипника 4 и закрепленные на динамометрическом участке цилиндрической поверхности наружного кольца 5 подшипника со смещением по разные стороны от плоскости центров шариков подшипника. Тензорезистор 1 соединен с усилителем 6, подключенным к анализатору 7 спектра деформаций, включающему в себя фильтры 8 и 9. Тензорезистор 2 подключен к усилителю 10, соединенному с анализатором 11 спектра деформаций, включающему в себя фильтры 12 и 13. . Выход 14 усилителя 6 подключен к фильтрам 8 и 9, выход 15 усилителя 10 - к фильтрам 12 и 13, причем выходы 16 и 17 фильтров 9 и 13 анализаторов 7 и И соединены с блоком 18 вычитания, выход которого соединен с блоком 19 модуляS выходом подключенным к регистрирующему прибору 20, протарирован- ному при нагружении подшипника известными осевыми силами Fa. Выход 21 фильтра 8 подключен к регистрирующему прибору 22, протарированному при нагружении известными вращающимися ради

o

20

25

альными силами F . Выходы 23 и 24 регистрирующих приборов 20 и 22 соединены с умножителями 25 и 26, выходы 27 и 28 которых подключены к сумматору 29, выходом соединенному с умножителем 30 на коэффициент долговечнос-- ти. Выход последнего соединен с блоком 31 сравнения с заданной динамической грузоподъемностью подшипника, причем выход блока сравнения подключен к сигнализатору 32 остановки машины. Выходы фильтров 8 и 12, вьще- ляющих спектральную составляющую с частотой вращения, соединены с сумма- 15 тором-усреднителем 33, выход которого подключен к регистрирующему прибору 22. Вьпсод 34 блока 18 вычитания составляющих деформаций с частотой прокатывания шариков соединен с блоком 35 определения знака разности, выход которого подключен к блоку 36 индикации знака направления силы, протарированному при нагружении подшипника осевыми силами известного направления .

При работе измеряют раздельно сигналы с тензорезисторов 1 и 2, которые поступают соответственно на выходы усилителей 6 и 10, затем из каждого сигнала, получаемого на выходе каждого усилителя, выдел;эют с помощью фильтров 8 и 9 спектральные составляющие с частотой вращеьия вала подшипника и по величине амплитуды одной из спектральных составляющих, например вьщеляемой фильтром 8, соединенным с тензорезистором 1, которую сравнивают с помощью регистрирующего прибора 22 с тарировочной величиной, определяют величину вращающейся радиальной силы F, Для увеличения точности определения силы F суммируют при помощи сумматора-усреднителя 33 спектральные составляющие с частотой вращения вала, выделенные фильтрами В и 9. Величину полученной суммы также сравнивают в регистрирующем приборе 22 с аналогичной составляющей, полученной при тарировке подшипника известной вращающей радиальной силой, определяют величину последней.

Из сигналов, получаемых на выходе каждого усилителя 6 и 10, вьщеляют с помощью фильтров 9 и 13 соответственно спектральные составляющие с частотой прокатывания тел качения через динамометрический участ ток кольца и определяют с помощью

30

35

40

45

50

55

3. 1

блока 18 вычитания, подключенного к выходам 16 и 17 фильтров 9 и 13 анализаторов 7 и 1 1 ,

По величине полученной разности спектральных составляющих, которую сравнивают в регистрирующем приборе 20 с аналогичной разностью, получен ной при тарировке подшипника известной осевой силой, определяют величину действующей на подшипник осевой

силы F;- .

По .знаку полученной разности спектральных составляющих, определяе мому с помощью блока 35 знака разности, подключенного к выходу 34 блока 18 вычитания и блока 36 индикации знака, который протарирован при нагруже- нии подшипника осевыми силами известного направления, устанавливают кап равление действия осевой силы F.

Полученное- на выходе сумматора 29 значение эквивалентной динамической нагрузки умножают с помощью умножителя 30 на коэффициент долговечности L и на выходе умножителя получают значение динамической грузоподъемности, которую сравнивают с заданным значением динамической грузоподъемности для данного подшипника с помощью блока 31 сравнения.

788024

В случае превьпиения полученной таким образом динамической грузоподъемностью подшипника ее заданного значения производят с помощью сигнализатора 32 остановку машины. Предлагаемый способ позволяет определить степень нагружепности высокоскоростных подшипниковых узлов в процессе испытаний машины.

10

15

20

5

0Формула изобретения

Способ определения нагрузок на подшипник качения, заключающийся в том, что измеряют амплитуды составляющих спектра деформации невращающегося кольца подшипника при действии осевой и радиальной нагрузок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение производят iB точках, расположенных в зоне торцев кольца, и на частотах вращения второго кольца и частотах перекатывания шариков по невращающе- муся кольцу, по сумме амплитуд сос- -тавляющих с частотой вращения второго кольца определяют величину вращающейся радиальной силы, а величину и знак осевой силы определяют по ре.- личине и знаку разности амплитуд составляющих с частотой перекатывания шариков по невращающемуся кольцу подшипника.

f HOH

Изобретение.относится к подшипниковой промышленности и позволяет повысить точность измерения осевых и радиальных нагрузок. Измеряют деформации невращающегося кольца. По амплитудам спектра деформаций определяют величину вращающейся радиальной силы, а по величине амплитуд и знаку определяют величину и направление осевой нагрузки. Определяют значение динамической грузоподъемности. Сравнивают с заданным для данного подшипника значением, в случае превьше- ния значения с помощью сигнализатора машину останавливают . 4 ил. 4j 00 00

,6 , .т:S

21 33

M--JI

LU7l4wHlF

T-czr I

I 13

21 33

I

22 2 гбгггз

-J e J 7S X2i25,

Ф1/&4

Редактор О.Юрковецкая

Составитель И.Баранов

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 6835/45Тираж 778Подписное

ВНИШИ-Государственного комитета СССР

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

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