Способ определения технического состояния механических передач Советский патент 1992 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к области испытаний различных конструкций и устройств, в частности к способам определения технического состояния и технической диагностики зубчатых механизмов.

Известен способ оценки технического состояния агрегатов трансмиссии по суммарному угловому зазору Јfj.

Однако он не предполагает применения точных средств контроля, вследствие чего не нашел широкого распространения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения технического состояния механических передач без их разборки о Способ заключается в определении углов закручивания вала при нагружении крутящим моментом, причем нагружение обеспечивают в интервале от номинального до предельного значения и сравнивают полученные значения со значениями углов закручивания эталонных механических передач 2.

Недостатками указанного способа являются невозможность дифференцированного определения угловых зазоров каждого из зубчатых зацеплений мно- говальных механических передач, CHHJ 1

со ю to

1

жение точности определения технического состояния механических передач по суммарному угловому зазору, невозможность определения момента наступления упругих и пластических деформаций валов и зубьев зубчатых колес и др.

Цель изобретения - повышение точности и дифференцированного определения угловых зазоров каждого из зубчатых зацеплений.

Указанная цель достигается тем, что нагружают входной вал механической передачи моментом, проворачивают валы, определяют моменты выбора зазора , измеряют угол поворота входного вала и определяют угловые зазоры по углу поворота входного вала между моментами выбора углового зазора, при этом входной вал погружают моментом от электрической машины, не превышающим момент, вызывающий трогание выходного вала, производят регистрацию токовой, нагрузки электрической машины в зависимости от угла поворота входного вала, а моменты выбора зазора определяют по излому кривой ток вой нагрузки. Прлученные значения сравнивают с углами поворота соответствующих валов эталонной механической передачи о.

Предлагаемый способ отличается тем, что нагружение вала осуществляют без торможения выходного вала вне пределов закона Гука (т.е. действия упругих деформаций), а также угловые зазоры определяют дифференцированно и сравнению подвергают углы поворота валов о

Ниже приведен анализ одной из составляющей погрешности углового зазора по диаметру вала механической передачи.

Из теории сопротивления материалов известно

(1)

MRpMKL с m wp L -Ь

нагружающий вал крутящий

момент;

У. - полярный момент сопротивления вала; 3 допускаемое напряжение скручиванию вала.55 В пределах действия закона Гука для кручения вала крутящей момент пропорционален углу закручивания вала

икр -

(2)

где Г - угловая жесткость вала; UU - угол закручивания.

Полярный момент сопротивления вала

W

Р

L

32

где d - диаметр вала,

Подставив выражение Wp и значение М кр из формулы (2) в формулу (1) получают

Ш

(3)

20

Отсюда

/

(I

И -----d3

СО

25

Прологарифмировав выражение получают

СО,

In ДС|

, №3

1п СТ32

+ 3 In d. (5)

После дифференцирования выражения (5) и замены бесконечно малых величин конечными приращениями функции получают

35

, &d

ц 5

(6)

Из выражения (6) следует, что для известного способа составляющая относительной погрешности угла закручива ния существенным образом зависит от относительной погрешности диаметра вала, в то время как при предлагаемом способе закручивание вала практически не происходит и составляющая

ДЧ5равна

относительной погрешности -,-

нулю. Это подтверждает повышение . точности измерения угловых зазоров.

Предлагаемый способ обеспечивает простоту конструктивной реализации, отсутствие механической деформации элементов диагностируемых механических передач, а также снижение расхода электроэнергии и мощности электродвигателя

На чертеже изображена принципиаль-л ная блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

э

Реализацию способа осуществляет устройство, которое содержит электрическую машину i постоянного тока, связанную жесткой муфтой 2 с входным валом 3 многовальной механической передачи k, имеющей выходной вал 5, В цепи 6 питания электродвигателя установлен датчик 7 токовой нагрузки выхода, который связан с входом регистрирующего устройства 80 На входном валу 3 установлен датчик 9 угла поворота, выход которого связан с дпугим входом регистрирующего устройства 8 о

Входной вал 3 диагностируемой механической передачи k через жесткую муфту 2 связывают с электродвигателе 1 , сигналы от датчиков 7 и 9 подают на входы регистрирующего устройства 8, Приводят.во вращение вал электродвигателя 1 и входной вал 3 передачи k, нагружая электродвигатель 1 моментом, достаточным для проворачивания валов механической передачи k без торможения выходного вала 5. В период от начала подачи тока к электродвигателю 1 до начала .вращения выходного вала 5 регистрирующим устройством 8 ведут запись токовой нагрузки электродвигателя 1 в функции угла поворота входного вала 3. Фиксируют углы поворота по характерным точкам излома кривой токовой нагрузки. Определяют суммарный угловой зазор в зацеплениях валов, равный абсциссе последней точке излома кривой токовой нагрузки.

Определяют поочередно угловой зазор в каждом из зубчатых зацеплений

0

5

0

22

5

0

5

0

5

И6

последовательно расположенных валов, равный разнице абсцисс соответствующих соседних точек излома кривой токовой нагрузки.

Сравнивают полученные угловые зазоры, характерные для диагностируемой передачи, с соответствующими угловыми зазорами эталонной механической передачи, По разности между соответствующими зазорами, характерными для испытуемой и эталонной передами, судят о техническом состоянии испытуемой передачи.

Формула изобретения

Способ определения технического состояния механических передач, заключающийся в том, что нагружают входной вал моментом, проворачивают валы, определяют моменты выбора зазора, измеряют угол поворота входного вала и определяют угловые зазоры по углу поворота входного вала между моментами выбора углового зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и дифференцированного определения угловых зазоров каждого из зубчатых зацеплений, входной вал нагружают моментом от электрической машины, не превышающим момент, вызывающий трогание выходного вала, производят регистрацию токовой нагрузки электрической машины в зависимости от угла поворота входного вала, а моменты выбора зазора определяют по излому кривой токовой нагрузки „

Изобретение относится к области испытаний различных конструкций и устройств, а более конкретно к способам технической диагностики и определения технического состояния зубчатых механизмов. Цель изобретения заключается в повышении точности и дифференцированного определения угловых зазоров каждого из зубчатых зацеплений механических передач. Это достигается тем, что нагружают входной вал моментом, проворачивают валы, определяют моменты выбора зазора, из- меряют угол поворота входного вала и определяют угловые зазоры по углу поворота входного вала между моментами выбора углового зазора, при этом входной вал нагружают моментом от электрической машины, не превышающим момент, вызывающий трогание выходного вала, производят регистрацию токовой нагрузки электрической машины в зависимости от угла поворота входного вала, а моменты выбора зазора определяют по излому кривой токовой нагрузки. Полученные значения сравнивают с углами поворота соответствующих валов эталонной механической передачи 1 ил (Л с