Стенд для испытаний шарикоподшипников Советский патент 1992 года по МПК G01M13/04 

Изобретения относится к машиностроению, в частности к устройствам для вибрационной диагностики подшипников качения.

Известен стенд для испытаний подшипников качения, в котором вал соединяет между собой два подшипниковых узла. Радиальное и осевое нагружение испытуемых подшипников осуществляется гидростатической системой независимого действия. Вращение вала обеспечивается электроприводом через соединительную муфту.

Известен так же стенд для контроля ра- диальноупорных подшипников качения, содержащий статор, ротор для установки испытуемых подшипников, приводимый во вращение сжатым воздухом, осевой нагру- жатель и информационно-измерительную

систему. Ротор выполнен в виде двух полных валов с фланцами на концах, обращенных друг к другу, между которыми размещены две центробежные турбины. Осевой нагружатель выполнен в виде диска, размещенного между центробежными турбинами. Внешние концы полых валов ротора через подвижные соединения связаны с трубопроводами пневмосистемы. Посредством золотника управления пневмосистемы воздух поступает то в левую, то в правую части полого ротора и, воздействуя на лопатки турбин и диск осевого нагружателя, обеспечивает вращение ротора и создает осевое статическое.нагружение испытуемых подшипников - прототип.

Недостатком стенда является невозможность создания осевой динамической

1

СП

нагрузки, что ограничивает его эксплуатационные возможности при диагностике подшипников.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения воздействия двухсторонней динамической осевой нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что стенд для испытаний шарикоподшипников, содержащий статор, ротор, для установки испытуемых подшипников с приводом, осевой нагружатель и информационно-измерительную систему, снабжен дебалансным элементом с автономным приводом вращения и опорами вращения его оси, а ротор выполнен в виде рамки с цапфами, при этом дебалансный элемент установки внутри рамки в средней ее части на оси, перпендикулярной оси вращения ротора, а его опоры вращения - в стенках рамки.

Цель достигается тем, что дебалансный элемент выполнен в виде штанги с контрольным грузом, расположенным с возможностью регулировки его положения вдоль оси штанги.

Цель достигается также тем, что ось вращения дебалансного элемента и штанга выполнены пустотелыми, полости их сообщены между собой, при этом ось выходного отверстия свободного конца штанги перпендикулярна к плоскости, в которой расположены штанга и ось ее вращения.

Привод дебалансного элемента выполнен в виде баллона сферической формы со сжатым газом, установленного на оси вращения дебалансного элемента на равном расстоянии от его опор вращения и сообщающегося с полостью штанги.

Привод дебалансного элемента выполнен в виде двух баллонов со сжатым газом, установленных на концах оси вращения дебалансного элемента, и сообщающихся с ее полостью.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема стенда; на фиг. 2 и 3 - варианты авто- номных приводов дебалансного элемента.

Стенд для испытаний шарикоподшипников содержит ротор 1, установленный на испытуемых шарикоподшипниках 2 в статоре 3. Ротор 1 выполнен в виде рамки 4 (например, прямоугольной, как на фиг. 1) с цапфами 5, в средней части которой установлен дебалансный элемент 6, снабженный автономным приводом (на фиг. 1 не показан) его вращения вокругоси 7, перпендикулярной оси вращения ротора 1, Ось вращения дебалансного элемента установлена в подшипниковых опорах, расположенных в стенках рамки 4,

В общем случае дебалансный элемент 6 выполнен в виде штанги, установленной на оси 7 его вращения перпендикулярно к ней. Для изменения величины дисбаланса на

штанге может быть установлен контрольный груз 8 массой т, выполненный, например, в виде втулки одетой на штангу с возможностью ее перемещения вдоль оси штанги с последующим закреплением его

на штанге на требуемом расстоянии от оси вращения.

Привод дебалансного элемента 6 может быть выполнен в виде баллона 9 сферической формы (фиг. 2), наполненного сжатым

газом и установленного на оси вращения дебалансного элемента на равном расстоянии от ее опор, при этом штанга 6 выполнена пустотелой, один конец которой герметично соединен с выходным отверстием баллона, а другой конец имеет элемент для выхода газа, ось выходного отверстия которого перпендикулярна к плоскости, в которой находятся штанга и ось ее вращения. В частном случае штанга может быть

выполнена в виде трубки, свободный конец которой отогнут под углом 90° к ее оси.

Привод дебалансного элемента может быть выполнен в виде двух баллонов 10 со сжатым газом (фиг, 3), установленных на

концах оси 7, выполненной пустотелой, выход каждого из баллонов герметично соединен с соответствующим ему входом пустотелой оси, при этом полость оси 7 сообщена с полостью установленной на ней

пустотелой штанги 6.

Стенд для испытаний шарикоподшипников работает следующим образом. Испытуемые подшипники 2 монтируются на роторе 1 и в статоре 3. Дебалансный элемент 6 приводится во вращение с угловой частотой ш вокруг оси Z-Z на оси реакции сил потока сжатого воздуха, выходящего из баллонов 9 или 10 и истекающего через отверстие всвободном конце пустотелой

штанги 6.

Ротор 1 приводится во вращение вокруг оси Х-Х (с угловой частотой например от электродвигателя 11 через муфту 12.

При совместном вращении дебалансного элемента и ротора на испытуемые подшипники будут воздействовать возмущающие силы в проекциях на оси Х-Х, Y-Y и Z-Z соответственно:

Рх m u/ Rsin(ott);

Py m fi Rcos()(Qt); Pz m Ј Rcos( CD t) cos( Qt) В частных случаях: а) при а) 0: Рх 0;

(Qt);

Pz m Q2 R cos( Q t).

б) при СУ Q : Px m Q2R sin( Q t);

Py |m Q2R sin(2 Q t); Pz m Q2R cos2( Q t)

Вибродиагностику шарикоподшипников 2 обеспечивает информационно-измерительная система, состоящая из стандартизованных первичных и вторичных контрольно-измерительных преобразователей и согласующих устройств.

Формула изобретения 1. Стенд для испытаний шарикоподшипников, содержащий статор, ротор для установки испытуемых подшипников с приводом, осевой нагружатель и информационно-измерительную систему, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения воздействия двухстронней динамической осевой нагрузки, он снабжен дебалансным элементом с автономным приводом вращения и опорами вращения его оси, а ротор выполнен в виде рамки с цапфами, при этом дебалансный элемент установлен внутри рамки в средней ее части на оси, перпендикулярной оси вращения

ротора, а его опоры вращения - в стенках рамки.

2.Стенд по п. 1,отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и

возможности обеспечения изменения величины дисбаланса, дебалансный элемент вы- полнен в виде штанги с контрольным грузом, расположенным с возможностью регулировки его положения вдоль оси штанги.

3.Стенд по пп. 1 и 2, отличающий- с я тем, что ось вращения дебалансного элемента и штанга выполнены пустотелыми, полости их сообщены между собой, при

этом ось выходного отверстия свободного конца штанги перпендикулярна к плоскости, в которой расположены штанга и ось ее вращения.

4.Стенд по пп. 1-3, отличающий- с я тем, что, привод дебалансного элемента выполнен в виде баллона сферической формы со сжатым газом, установленного на оси вращения дебалансного элемента на равном расстоянии от его опор вращения и

сообщающегося с полостью штанги.

5.Стенд по пп. 1-3, отличающий- с я тем, что привод дебалансного элемента выпонен в виде двух баллонов со сжатым газом, установленных на концах оси вращения дебалансного элемента и сообщающихся с ее полостью.

Использование: в конструкциях стендов для вибрационной диагностики подшипников качения. Сущность изобретения: стенд для испытания шарикоподшипников содержит ротор, установленный на испытуемых шарикоподшипниках в корпусе. Ротор выполнен в виде рамки с цапфами, в средней части которой установлен дебалансный элемент с автономным приводом его вращения вокруг оси, перпендикулярной оси вращения ротора. Дебалансный элемент выполнен в виде штанги с установленной на ней с возможностью перестановки неуравновешенной массой. Привод дебалансного элемента может быть выполнен в виде баллона сферической формы со сжатым газом, установленного на оси вращения дебалансного элемента. Деба/Лзнсный элемент выполнен в виде пустотелой штанги, соединенной с выходным отверстием баллона. Ось выходного отверстия штанги перпендикулярна к плоскости, в которой находится дебалансный элемент и ось его вращения. Привод дебалансного элемента может быть выполнен в виде двух баллонов с газом, установленных на концах оси вращения дебалансного элемента, выполненной пустотелой. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

доьдух

т

Фиг. 2.

Ьоьдух