Устройство для измерения радиальных сил,действующих на вращающиеся валы Советский патент 1987 года по МПК G01M15/00 

И И бретение относится к измерительном технике и может быть использовано ;и1я измерения радиальных сил, действующих на вращающиеся налы в по/Ц11ипниках.

Цель изобретения - повышение надежности и точности замера сил, действующих на вращающиеся валы н подшипниках, путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов.

На чертеже показано устройство для измерения радиальных сил.

Устройство содержит силоизмери- тельные упругие элементы 1, расположенные под углом ii /A к оси вала, установленного в подшипниках, бесконтактные силоизмерительные вихретоко- вые датчики 2, установленные к сило- измермтельным элементам 1, пьезоэлектрический силоизмерительный датчик 3, расположенный в пазу вала под подшип134

ла и регистрирующий блок 5 с индика- 25 торами 6 и 7, кроме того, пьезоэлектрический датчик 3 подключен к индикатору 6 через фильтр верхних частот.

f(.. которого определяетсд, п ТГ

где со - угловая скорость вращения

вала; п - число подвижных элементов

в подп ипнике.

Все остальные датчики подключаются к регистрирующему блоку 5 непосредственно. Геометрические размеры паза вала выбираются из условия

,- i

Вэ 5,810

де L, В - длина и щирина паза вала соответственно;

Н - ширина внутреннего кольца подщипника;

I - момент инерции кольца подщипника, ограниченного плоскостью паза;

Е - модуль упругости материала внутреннего кольца подшипника; «ин минимальная радиальная

сила, воспринимаемая пьезоэлектрическим датчиком на пороге его чувствительности, определенная экспериментально.

10

25

43276

Устройство работает следующим образом.

При вала радиальное усилие, действующее на вал, передается через подшипники на упругие силоизмерительные элементы 1 и их перемещение воспринимается вихретоковыми датчиками 2, превращается в электрический ток и подается на регистрирующий блок

5,где контролируется по индикатору

6.Одновременно усилие воспринимается и пьезоэлектрическим датчиком 3, сигнал от которого подается на блок 5, где производится осциллографиро- вание.

Для нахождения радиальных сил по углу поворота вала на осциллограмме с помощью отметчиков 4 углов в момент прохождения паза вала около отметчиков 4 формируются импульсы напряжения, которые и подаются на индикатор 7. Полученные метки являются на осциллограмме ординатами усилий, действующих на упругие силоизмерительные элементы 1„

15

20

Формула изобретения

1.Устройство для измерения радиальных сил.действующих на вращающиеся валы в подщипниках, содержащее силоизмерительные датчики и регистрирующий блок с индикаторами, о т - л.и чающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности замера сил путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов, устройство снабжено бесконтактными вихретоковыми датчиками и отметчиками углов поворота,

а также датчиком, регистрирующим изменение радиальных сил, выполненным пьезоэлектрическим и установленным в пазу вала под подшипником, причем все датчики подключены к регистрирующему блоку с индикаторами.

2,Устройство по п,1, о т л и - чающееся тем, что пьезоэлектрический датчик подключен к индикатору через дополнительно установленный электрический фильтр верхних частот, частота среза fj.. которого определяется следующей зависимостью:

f ср О- п/2 П ,

где со - угловая скорость вращения исследуемого вала;

31343276

n - число подвижных элементов в

подшипнике.

3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что геометри- г ческие размеры паза вала выбраны из условия

с

JO

L Н; В i 5,8- 10

где L - длина паза; Б - ширина паза; Н - ширина внутреннего кольца

подшипника;

1 - момент инерции кольца подшипника, ограниченного шш- щадью паза;

минимальная радиальная сила, воспринимаемая пьезоэлектрическим датчиком на пороге его чувствительности, опре- деляемая экспериментально; Е - модуль упругости материала внутреннего кольца подшипника.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и точность замера сил, действующих на вращакяциеся валы в подаипниках, путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов. Устройство содержит соизмерительные датчики, бесконтактные вихретоковые датчики и отметчики углов поворота. Датчик, регистрирующий изменение радиальных сил, выполнен пьезоэлектрическим и установлен в пазу вала под подшипником. Все датчики подключены к регистрирующему блоку (РБ) с индикаторами. Радиальное усилие передается через подшипни1 и на соизмерительные элементы, и их перемещение воспринимается вихрето- ковыми датчиками, превращается в электрический ток и подается на РБ. Одновременно усилие воспринимается пьезоэлектрическим датчиком, сигнал которого подается на РБ, где производится осциллографирование. 2 з.п. ф-ль, 1 ил. (Л 00 4 Од ГС о: