Устройство для контроля дефектов поверхностей трения подшипников скольжения Советский патент 1988 года по МПК G01M13/04 

1

13

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для контроля технического состояния подшипников скольжения. Цель изобретения - повьшгение надежности работы и упрощение конструкции . Приводной вал 1 вращает контролируемый подшипник 2. Кольцевым элект- родом 7, нанесенным на поверхности пьезокерамической втулки 3, и генератором 8 создают высокочастотный акустический поток. Этот поток модулируется зоной контакта скольжения, дефектами подшипника 2. Сигнал, проходящий через подшипник 2, кольцевой электрод и противопомеховый фильтр 12, подается на регистратор 13. Второй генератор 11 через фазо- вращающее устройство 10 и секционные электроды 6локазизует дефекты поверх-g ностей трения. 2 ил.

10

;/

фигЛ

10

15

11434308

Устройство относится к машино-- строению и может быть использовано для контроля технического состояния подшипников скольжения.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и упрощение конструкции.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - развертка наружной поверхности пьезо- керамической цилиндрической втулки с расположением электродов.

Устройство содержит приводной вал 1 (привод не показан) для установки подшипника 2 скольжения, вибропреобразователь 3, выполненный в виде пье- зокерамической цилиндрической, втулки с радиальной поляризацией, тонкостенный вкладьш 4 подшипника, первый кольцевой электрод 5, нанесенный на наружной поверхности втулки 3, секционные электроды 6, число которых равно четырем, второй кольцевой электрод 7, который подключен через постоянный (стационарный) контакт к генератору 8 вибровозбуждения, общий электрод 9, подключенный к секционным электродам 6, фазовращающее устройство 10 и второй генератор 11, подключенные к первому кольцевому электроду 6, противопомеховый фильтр 12, пропускающий сигналы с частотой, равной частоте генератора 8 вибро- возбуждёния, и регистрирующую аппаратуру 13.

Устройство работает следующим образом.

Привод вращает приводной вал 1,

20

25

30

35

подается на регистрирующую аппарату ру 13. Зарегистрированный сигнал поз воляет производить общую оценку состояния поверхностей трения подшипников скольжения.

Для локализации дефектов поверхностей трения по параметру подшипника скольжения включают второй генератор 11, который через фазовращающее устройство 10 сигнала подает низкочастотный сигнал (20...60 кГц) на четыре секционные электрода-, расположенные по окружности на пьезо- керамической втулке 3, внутри которой размещен тонкостенный вкладьш 4 подшипника.

Фазовращающее .устройство 10 низкочастотного сигнала подает сигнал на секционные электроды 5 со смещением фаз |Г/2 друг относительно друга, вследствие чего противоположные друг другу секционные электроды под действием поданного напряжения сигнала вызывают изгибную деформацию и изменение формы по периметру поперечного сечения втулки 3 и вкладыша 4. Это приводит к локализации контакта поверхностей вкладьщ - вал в одной зоне контакта, состояние которого (наличие дефектов) модулирует высокочастотный акустический поток, создаваемый генератором 8 вибровозбуждения через второй кольцевой электрод 7, нанесенный на поверхности пьезокерамической втулки 3 . Смодулиро ванный высокочастотный сигнал акустического потока, как и при общей оценке состояния поверхностей трения, с помона котором установлен контролируемый др щью кольцевого электрода 5 подается на

45

подшипник 2 скольжения. Посредством второго кольцевого электрода 7, нанесенного на поверхности пьезокерамической втулки 3, и генератора 8 вибровозбуждения в контролируемом подшипнике создается высокочастотный акустический поток, проходящий через подшипник и модулируемый зоной контакта скольжения. Если зона контакта поверхностей трения вала 1 и вкладьш1а 4 содержит дефект, то высокочастотный акустический сигнал, пройдя подшипник, изменяет свою амплитуду, по сравнению с высокочастотным сигналом, прбшедшим бездефектный подшипник. Высокочастотный сигнал, прошедший подшипник, снимается вибропреобразователем посредством первого кольцевого электрода 5 и через противопомеховый фильтр 12

50

цротивопомеховый фильтр 12 и далее н регистрирующую аппаратуру 13. Измеренный аппаратурой 13 сигнал позволя ет произвести оценку состояния дефек ности поверхностей трения подшипник в различных зонах контакта. Под действием бегущей волны, создаваемой фазовращающим устройством 10, зона контакта вкладьш-вал меняет свое мес тоположение, позволяя проконтролировать наличие дефектов по всему пе риметру подшипника.

Предлагаемое устройство позволяет производить контроль дефектности поверхностей трения подшипника как при вращении вала, так и в статике, а также повысить надежность работы и упростить конструкцию за счет исклю чения из устройства токосъемника и

0

5

0

5

0

5

подается на регистрирующую аппаратуру 13. Зарегистрированный сигнал позволяет производить общую оценку состояния поверхностей трения подшипников скольжения.

Для локализации дефектов поверхностей трения по параметру подшипника скольжения включают второй генератор 11, который через фазовращающее устройство 10 сигнала подает низкочастотный сигнал (20...60 кГц) на четыре секционные электрода-, расположенные по окружности на пьезо- керамической втулке 3, внутри которой размещен тонкостенный вкладьш 4 подшипника.

Фазовращающее .устройство 10 низкочастотного сигнала подает сигнал на секционные электроды 5 со смещением фаз |Г/2 друг относительно друга, вследствие чего противоположные друг другу секционные электроды под действием поданного напряжения сигнала вызывают изгибную деформацию и изменение формы по периметру поперечного сечения втулки 3 и вкладыша 4. Это приводит к локализации контакта поверхностей вкладьщ - вал в одной зоне контакта, состояние которого (наличие дефектов) модулирует высокочастотный акустический поток, создаваемый генератором 8 вибровозбуждения через второй кольцевой электрод 7, нанесенный на поверхности пьезокерамической втулки 3 . Смодулированный высокочастотный сигнал акустического потока, как и при общей оценке состояния поверхностей трения, с помор щью кольцевого электрода 5 подается на

5

0

цротивопомеховый фильтр 12 и далее на регистрирующую аппаратуру 13. Измеренный аппаратурой 13 сигнал позволяет произвести оценку состояния дефектности поверхностей трения подшипника в различных зонах контакта. Под действием бегущей волны, создаваемой фазовращающим устройством 10, зона контакта вкладьш-вал меняет свое мес- тоположение, позволяя проконтролировать наличие дефектов по всему периметру подшипника.

Предлагаемое устройство позволяет производить контроль дефектности поверхностей трения подшипника как при вращении вала, так и в статике, а также повысить надежность работы и упростить конструкцию за счет исклю чения из устройства токосъемника и

3

вибровозбудителя, устанавливаемого на приводном валу, и снабжения устройства вторым кольцевым электрдом, нанесенным на невращающуюся пьезокерамическую втулку, имеющую первый кольцевой электрод и секционые электроды, и подключения вторго кольцевого электрода к генерато вибровозбуждения,

Формула из

р е т е н и я

Устройство для контроля дефектов поверхностей трения подшипников скол жения, содержащее приводной вал для установки подшипника скольжения, генератор вибровозбуждения, вибропреобразователь, второй генератор, фазовращающее устройство, противо- помеховый фильтр, регистрирующую . аппаратуру, при этом вибропреобразователь выполнен в виде пьезокерами0

с 0

-ческой цилиндрической втулки, внутри которой соосно установлен тонкостенный вкладыш подшипника, на наружной поверхности втулки по ее периметру нанесены концевой электрод и четыре секционных электрода, равномерно расположенные по окружности кольцевого электрода, а на внутренней поверхности расположен общий электрод, при этом кольцевой электрод подключен через противопомеховый фильтр к регистрирующей аппаратуре, а секционные электроды Подключены через фазовращающее устройство к второму генератору, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности работы устройства и упрощения конструкции, оно снабжено по наружной поверхности пьезокерамической цилиндрической втулки вторым кольцевым электродом, который подключен к генератору вибровозбуткдения.

t2.13 фиг. 2