Способ диагностирования подшипников качения и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01M13/04 

ел

со

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано при диагностировании подшипников качения в процессе ремонта и изготовления машин и механизмов. Цель изобретения - повышение достоверности диагностирования подшипников качения за счет выделения информации о состоянии рабочих поверхностей деталей подшипников. Источник электрического напряжения через формирователь импульсов, токосъемник и приводной вал электрически связан с контролируемым подшипником. Два делителя напряжения подключены своими входами через соответствующие четыре интегратора, два ключа и инвертор к выходу формирователя импульсов и выходу преобразователя момента в электрический сигнал. Выходы делителей через дифференциальный усилитель связаны с отсчетным устройством. При проведении диагностирования подшипник вращается, при этом с помощью устройства измеряются одновременно среднеинтегральные значения моментов трения при электрическом контактировании тел качения с кольцами и при отсутствии контактирования. Техническое состояние подшипника определяется по составляющей момента, равной разности указанных измеренных значений. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и, в частности, может быть использовано при диагностировании под1иипников качения в процессе ремонта и изготовления машин и механизмов.

Цель изобретения - повьш1ение достоверности диагностирования подшипников качения за счет выделения информации о состоянии рябочих поверхностей деталей иоццтпимка

На фнг.1 показана структурная схема устройства дли диагностирования

подшипников качения; на фиг.2 -.диаграммы изменения во времени момента трения и электрического сопротивления подшипника при его работе.

Одно из колец контролируемого подшипника 1 (фиГоО, например внутреннее, установлено на приводном валу 2о Один полюс источника 3 электрического напряжения через формирователь 4 импульсов, токосъемник 5 и приводной вал 2 электрически связан с внутренним кольцом подшипника, а другой полюс источника подключен к его наружному кольцу. Интеграторы 6 и 7 подключены входами через соответствущие ключи 8 и 9 к выходу преобразова теля 10 момента в электрический сигн механически связанного с наружным коцом подшипника 1, а выходами - к входам соответствующих делителей 11 и 12 напряжения, к вторым входам которых подключены выходы интеграторов 13 и 14. К выходу формирователя А импульсов подключены интегратор 13, управляющий вход ключа 8, а чере инвертор 15 - интегратор 14 и управ- ляющий вход ключа 9. Делители 11 и 12 напряжении через дифференциальный усш1итель If) связан с отсчетным устройством 17.

Устройство работает следующим образом.

С помощью приводного вала 2 вращают внутреннее кольцо контролируемого подшипника 1. Изменения момента тре- ния МТРи подшипнике (фиг.2) преобразуются блоком 10 в изменения напряжения , которое поступает через ключи В и 9 на входы интегратора 6 или 7. Работой ключей управляет с юрмиронатель 4 импульсов о

При работе смазанного подшипника вследствие г адродинамического эффекта между телами качения и кольцами самопроизвольно возникает устойчивая смазочная пленка, разделяющая поверхности трения. Толщина пленки непре- рьшно изменяется, возможны ее кратковременные местные разрушения в конта тах наиболее высоких микровыступов (микроконтакты). Смазочная пленка в общем случае является диэлектриком, поэтому при ее разрушении переходное сопротивление тело качения - кольцо резко уменьшается, сопротивление R между коль иэми подшипника также уменшается, а ток в замкнутой цепи, образованной подшипником, источником 3 электрического напряжения, формирова телем 4 импульсов, токосъемником 5 и участком вШ1а 2, значительно возрастает, что приводит к переключению формирователя 4 импульсов из состояния с напряжением на выходе - Лог. О - в состояние с напряжением Jlor.rV. Сиг пал поступает на управля ющий кл оча 8, открывая его, и через инвертор 15 на управляющи

вход ключа 9, запирая его . При отсутствии электрического контактирования деталей, наоборот, ключ 8 заперт, а ключ 9 открыт.

Кроме того, импульсы напряжения с выхода формирователя 4 импульсов поступают на интегратор 13 и через инвертор 15 - на интегратор 14. Таким образом, напряжение на выходе делителей 11 и 12 напряжения, на входы которых подаются сигналы с интеграторов 6, 13 и 7, 14 соответственно, пропорциональны среднеинтегральному значению момента трения М при электрическом контактировании тел качения с кольцами и при отсутствии контактирования

1

к,

М,

М„

i : 1

(t

f

- н,)

- 1

M.p(t)dt;

(t,

- ч)

н, -t

I

и,

M,p(t)dt

К,м

,- - время начала (конца) i-ro электрического контактирования деталей подшипника;

а - число контактирований за время измерения Т;

5

5

О; t,

т.

Ко

Сигналы с делителей 11 и 12 напряжения поступают на дифференциальный усилитель 16, выход которого связан с отпчетным устройством 17 (например, вольтметр), определяющим, таким образом, согласно пpeдлaгaeмo fy способу, составляющую момента трения, равную разности М - М.

Качество рабочих поверхностей деталей подшипника, степень их износа существенно влияют на значение момента трения лишь при разрушении смазочной пленки в контактных зонах (при электрическом контактировании деталей). Таким образом, измерение составляющей момента трения, определяемой разностью М .. - М.., при реализации предлаЛ

1 аемого способа обеспечивает выделение информации о состоянии рабочих поверхностей деталей подшипника и, следовательно, большую достоверность диагностирования. Формула изобретения

1 , Способ диагностирования подшипников качения, заключающийся в том.

что вращают подшипник и измеряют комплексное значение общего момента трения, отличающийся тем, что, с целью повьппения достоверности диагностирования за счет выделения информации о состоянии рабочих поверхностей деталей подшипника, измеря ют одновременно среднеинтеграпьные значения момента трения при электрическом контактировании тел качения с кольцами и при отсутствии контактиро ванйя, определяют разность измеренных среднеинтегральных значений момента

ностей деталей подшипника, оно сна жено источником электрического нап жения, токосъемником, формирователе импульсов, инвертором, двумя ключа четырьмя интеграторами, двумя дели телями напряжения и дифференциальн усилителем, при этом один полюс ис точника электрического напряжения д рез формирователь импульсов, токос ник и приводной вал связан с вращаю щимся кольцом подшипника., а другой полюс подключен к его второму коль первый и второй интеграторы подклю-

трения, по которой и судят о техничес-,5 чены входами через соответствующие

ключи к выходу преобразователя Г4ом в электрический сигнал, а выходами к входам соответствующих делителей напряжения, к вторым входам которых подключены выходы третьего и четвер го интеграторов соответственно, к выходу формирователя импульсов подключены третий интегратор, управля ющий вход первого ключа и через инвертор - четвертый интегратор и управляющий вход второго ключа, а делители напряжения через дифференциальный усилитель связаны с отсчет ным устройством.

ком состоянии подшипника.

530971

ностей деталей подшипника, оно снаб-, жено источником электрического напряжения, токосъемником, формирователем импульсов, инвертором, двумя ключами, четырьмя интеграторами, двумя делителями напряжения и дифференциальным усилителем, при этом один полюс источника электрического напряжения че- д рез формирователь импульсов, токосъемник и приводной вал связан с вращающимся кольцом подшипника., а другой полюс подключен к его второму кольцу,у первый и второй интеграторы подклю-

чены входами через соответствующие

ключи к выходу преобразователя Г4омен в электрический сигнал, а выходами - к входам соответствующих делителей напряжения, к вторым входам которых подключены выходы третьего и четверт го интеграторов соответственно, к выходу формирователя импульсов подключены третий интегратор, управляющий вход первого ключа и через инвертор - четвертый интегратор и управляющий вход второго ключа, а делители напряжения через дифференциальный усилитель связаны с отсчет- ным устройством.

фиг.1

Фи€.г