Способ определения момента трения в подшипниках Советский патент 1992 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу измерения момента трения в подшипниках.

Известен способ определения осевых сил, действующих на подшипники качения, заключающийся в том, что осевые силы, действующие на подшипники качения определяют по величине и характеру изгибных напряжений, замеренных с помощью тензо- датчиков, наклеенных на буртах подшипников.

По полученным величинам осевых сил и размеров подшипника с учетом коэффициента трения определяют момент времени (авт.св. СССР № 216346, кл. G 01 М В/04, 1968).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является способ определения момента трения в подшипниках, заключающийся в том, что испытываемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала, нагружают радиальной и осевой силой, дают вращение валу и определяют момент трения по величине изменения положения корпуса испыта- тельной головки относительно его вертикальной оси, величина которой пропорциональна силе трения от действия осевой нагрузки в подшипнике.

Недостатком известного способа являются низкая точность замеров момента трения в буртах роликового подшипника из-за влияния момента трения качения от вертикальных составляющих нагрузок и перекосов подшипников при относительных смещениях наружных и внутренних колец в осевом направлении, из-за наличия зазора в головке между наружными кольцами испытываемых подшипников.

Из-за сложности реализации способа и невозможности непрерывного определения

момента трения при различных режимах на- гружения из-за необходимости переналадки стенда на конкретный режим испытаний увеличивается время на проведение доводочных испытаний.

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени проведения способа.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного способа определения момента трения в подшипниках, заключающегося в том, что испытываемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала, нагружают радиальной и осевой силой, задают вращение валу, определяют момент трения, в предлагаемом способе, нагружение осевой силой осуществляют со стороны торца вала, замеряют мощност на трение от суммарного действия радиальной и осевой сил, снимают осевую нагрузку и замеряют мощность на трение при радиальном нагружении, а момент трения определяют по следующей формуле

Q7R Мтр - -(N2-N1),

где N2 - мощность, затраченная на трение при осевом и радиальном нагружениях, кВт;

NI - мощность, затраченная на трение при радиальном нагружении, кВт;

п - частота вращения вала подшипника, об/мин.

Сущность предлагаемого способа поясняется схемой стенда для реализации предлагаемого способа.

Стенд для определения момента трения буксовых подшипников оси колесной пары транспортного средства содержит вал (ось) 1, установленный на опорах 2, на концах вала 1 размещены головки 3 с подшипниками 4 и упорами 5, 6. Стенд также содержит устройства радиального и осевого нагруже- ния 7, 8 и приводной электродвигатель 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Испытываемый подшипниковый узел 4, насаженный на вал 1, устанавливают в головку 3, нагружают радиальной нагрузкой Рг, задают валу 1 вращение в любом направлении с частотой п, замеряют мощность NI (HVi) по току и напряжению приводного электродвигателя 9, которая затрачивается на сопротивление трения в подшипниках 4, головках 3 и в опорах 2 от действия радиальной нагрузки. Затем при этой же частоте п вращения вала нагружают испытываемый подшипник 4 со стороны торца вала 1, осевой нагрузкой Р0, при этом другая головка 3, например, с контрольным подшипником 6 не воспринимает осевую

нагрузку, замеряют мощность N2 (), затрачиваемую на сопротивление (трению) в подшипниках 4, головках 3, опорах 2 при осевом и радиальном нагружениях. Момент трения определяют путем решения системы уравнения

NI N0np + Nr-ол

N2 Nonp + Мгол + N ,(1)

где Nonp - затраченная мощность в опо- 0 pax 2;

Мгол - затраченная мощность в подшипниковых головках 3;

N - затраченная мощность в одной из головок 3 при приложении к торцу вала 1 5 осевой нагрузки - Р0.

Решая систему уравнения, получим

N N2-Ni (2)

Величину момента трения в испытываемом подшипнике определяют по формуле (N2-Ni),

975

где (коэффициент перехода от кВт

п

к кГм);

п -частота вращения вала, об/мин.

5Предлагаемый способ определения момента трения повышает точность измерения за счет исключения влияния радиально составляющей нагрузки, устранения взаимных перекосов наружных колец испытывае0 мого подшипника, сокращает время на проведение испытаний при доводке и совершенствовании буксовых подшипников за счет исключения ряда операций.

5Формула изобретения

Способ определения момента трения в подшипниках, заключающийся втом, что испытуемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала,

0 нагружают радиальной и осевой силой, задают вращение валу, определяют момент трения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени проведения способа, нагружение

5 осевой силой осуществляют со стороны торца вала, замеряют мощность на трение от суммарного действия радиальной и осевой сил, снимают осевую нагрузку и замеряют мощность на трение при радиальном нагру0 жении, а момент трения МТр определяют по следующей формуле:

Q7R

Мтр -- -(), п

где NI - мощность, затраченная на трение 5 при осевом и радиальном нагружениях, кВт; N2 - мощность, затраченная на трение при радиальном нагружении, кВт;

п - частота вращения вала подшипника, об/мин.

Ч

Использование: в измерительной технике. Сущность: в способе определения момента трения в подшипниках испытываемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала, нагружают радиальной и осевой силой и задают вращение валу. Нагружение осевой силой осуществляют со стороны торца вала, замеряют мощность на трение от суммарного действия радиальной и осевой сил, снимают осевую нагрузку и замеряют мощность на трение при радиальном нагружении. Момент трения определяют по соответствующей формуле. Благодаря этому повышается точность измерения за счет исключения влияния радиально составляющей нагрузки и устранения взаимных перекосов наружных колец испытываемого подшипника, сокращается время на проведение испытаний при доводке за счет исключения ряда операций. 1 ил.