Устройство для контроля аварийного износа подшипников качения Советский патент 1992 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано преимущественно для контроля износа подшипников в процессе их испытаний и эксплуатации.

Цель - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля аварийного износа; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - расположение подвижного элемента относительно статоров датчика перемещения при радиальном смещении вала, на фиг. 4 - расположение подвижного элемента относительно статоров датчика перемещения при осевом смещении вала.

Устройство для контроля аварийного износа подшипникового узла, например с

двумя подшипниками 1 и 2, установленными на валу 3 в корпусе 4, содержит измерительную систему с датчиком перемещения. Датчик перемещения включает корпус в виде крышки 4 с коническим углублением, закрепленной на торце корпуса 4 подшипникового узла, подвижный элемент 6 с конической наружной поверхностью, смонтированный на торце вала 3 подшипникового узла, и установленное на конической поверхности подвижного элемента 6 в виде усеченного конуса ферромагнитное кольцо 7. В зазоре между коническими поверхностями крышки 5 и подвижного элемента 6 и установлены закрепленные в крышке 5 три равномерно расположенных по окружности статора датчика в виде магнитных головок 8. Магнитные головки 8 электрически связаны с универсальным усилителем 9 электричеXI

О

со ю го VJ

ских сигналов, выход которого связан с блоком 10 звуковых сигналов. Устройство может содержать по крайней мере три магнитные головки, однако при необходимости их количество может быть увеличено.

В устройстве могут быть использованы как типовые магнитные головки воспроизведения или универсальные, так и специализированные безюстировочные магнитные головки.

Каждая магнитная головка заключена в экран и может быть подпружинена (на фиг. 1 не показано), а ее ось перпендикулярна образующей поверхности конуса элемента 6 и установлена в крышке 5 с возможностью радиального перемещения для регулировки и изменения чувствительности измерительной системы, а в случае необходимости и при записи. Установка магнитной головки с пружиной, во-первых, позволит уменьшить возможные вибрации, во-вторых, при необходимости может обеспечивать заданное давление головки на рабочий ферромагнитный слой при достижении аварийного износа подшипников качения.

Ферромагнитное кольцо 7 предназначено для сохранения в нем магнитной записи и может содержать, например, частицы гаама-окисла железа, двуокими хрома и т.п., нанесенных путем напыления на поверхность конуса элемента 6. Может использоваться также и отрезок магнитофонной ленты в виде кольца, с магнитной записью и, например, с помощью клея, закрепленной на поверхности конуса элемента 6. Ширина ферромагнитного кольца 7 определяется предварительно расчетным или экспериментальным путем таким образом, чтобы при предельно допустимом аварийном износе подшипников качения, т.е. при предельно допустимых радиальном и осевом смещениях вала 3 рабочая поверхность каждой магнитной головки располагалась в районе ферромагнитного кольца. Информация на ферромагнитном кольце может быть записана при вращении вала 3 с заданной скоростью с помощью записывающей магнитной головки, установленной взамен одной из применяемых воспроизводящих головок или с использованием одной из магнитных головок (при варианте устройства с универсаль- ными магнитными головками). Для проведения записи магнитную головку смещают по оси в радиальном направлении до сближения с ферромагнитным кольцом. Магнитная запись может производиться при использовании типовой аппаратуры, применяемой при магнитофонных записях. При необходимости в качестве усилителя записывающей информации можно использовать и непосредственно универсальный усилитель 9 самого устройства. Магнитная запись может быть любой, например, в виде тактовых импульсов, высокочастотных звуковых сигналов типа свиста, сирены и т.п.

Конус элемента 6 может быть изготовлен как из электропроводного, так и диэлектрического материала, и при этом, иметь как внешнюю коническую поверхность, так и

0 внутреннюю коническую поверхность.

При конструктивном исполнении конуса элемента 6 с внутренней конусной поверхностью магнитные головки располагаются таким образом, чтобы их рабочие поверхно5 сти также были обращены к ферромагнитному покрытию. Изменяя конусность поверхности элемента б, т.е. увеличивая или уменьшая угол наклона образующей поверхности, можно изменять чувствительность

0 измерительной системы, так как чем меньше угол наклона образующей к оси конуса, тем меньше требуемая величина осевого смещения вала для срабатывания измерительной системы. Следовательно, при мень5 шей величине износа контролируемых подшипников произойдет сближение рабочих поверхностей магнитных головок и ферромагнитного покрытия.

Устройство ДЛР контроля аварийного

0 износа подшипникового узла работает следующим образом.

Первоначально производится тарировка измерительной системы. Для этого расчетным или экспериментальным путем

5 определяют предельно допустимые величины радиального и осевого смещений вала 3, соответствующих аварийному износу подшипников 1 и 2 конкретного подшипникового узла. Смещая каждую магнитную головку

0 8 в радиальном направлении, устанавливают все магнитные головки 8 на заданном расстоянии от поверхности ферромагнитного кольца 7. Представленный на фиг. 2 вид по сечению А-А соответствует исходному

5 состоянию (расположению) магнитных головок 8 и конуса элемента 6 относительно друг друга.

В процессе эксплуатации или испытаний контролируемых подшипников 1 и 2 из0 за износа их деталей происходит увеличение их внутренних зазоров - радиальных и осевых. В результате этого возникают смещения вала 3 в радиальном и горизонтальном направлении. Для просто5 ты объяснения механизма работы устройства рассмотрим раздельно радиальное и осевое смещение вала 3.

При смещении вала 3, например, на величину д вверх в радиальном направлении (фиг. 3) происходит уменьшение зазора

между рабочей поверхностью магнитной головки 8 и поверхностью ферромагнитного кольца 7. Так как на ферромагнитном кольце 7 записана информация, то при достижении заданного предельно допустимого зазора (взаимного контакта) между рабочей поверхностью магнитной головки 8 и поверхностью ферромагнитного кольца 7, т.е. при достижении аварийного износа (по радиальному зазору) контролируемого подшипникового узла в обмотке магнитной головки возникает ЭДС, которая усиливается с помощью универсального усилителя 9, и записанные электрические сигналы воспроизводятся с помощью блока звуковых сигналов, например, электродинамическим громкоговорителем.

При осевом смещении приводного вала 3 вправо (в сторону крышки 5) в результате износа подшипников 1 и 2 подшипникового узла зазоры между рабочими поверхностями магнитных головок 8 и поверхностью ферромагнитного кольца 8 уменьшаются (фиг. 4). При достижении заданного предельно допустимого зазора (взаимного контакта) между рабочими поверхностями головок и ферромагнитного кольца, возникающая ЭДС усиливается и воспроизводится блоком звуковой сигнализации. При необходимости к усилителю 9 могут быть подключены блок световой сигнализации, самописец и другие электронные измерительные приборы.

В предлагаемом устройстве предусмотрена также и возможность регулировки чувствительности измерительной системы путем изменения угла конусности конуса элемента 6; смещения в радиальном направлении магнитных головок 8 относительно поверхности конуса элемента 6; конус элемента 6 и магнитные головки 8 при необходимости могут быть установлены на любой консольной части вала 3.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля аварийного износа подшипникового узла, так как износ его подшипников определяется по интегральному изменению их радиальных и осевых

зазоров. Устройство позволяет автоматизировать процесс контроля аварийного износа подшипниковых узлов, что позволяет эксплуатировать нетолько с ами подшипники, но и изделия по техническому состоянию.

Формула изобретения Устройство для контроля аварийного износа подшипников качения, содержащее измерительную систему с датчиком перемещения, включающим корпус с коническим углублением и элементами для крепления на торце подшипникового узла и подвижный элемент с конической наружной поверхностью и посадочными поверхностями для

крепления на торце вала подшипникового узла, а также установленные в зазоре между коническими поверхностями корпуса и подвижного элемента на корпусе два статора датчика перемещения, отличающееся

тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, датчик перемещения снабжен выполненным в виде усеченного конуса и установленным на конической поверхности

подвижного элемента ферромагнитным кольцом и по меньшей мере одним дополнительным статором, при этом статоры датчика равномерно расположены по окружности и выполнены в виде магнитных головок.

Изобретение относится к подшипниковой промышленности, преимущественно к контролю износа подшипников. Цель - повышение точности и расширение функциональных возможностей. Устройство для контроля аварийного износа содержит измерительную систему с датчиком перемещения. Последний включает конусное ферромагнитное кольцо, смонтированное на подвижном конусном элементе, и три статора в виде магнитных головок, установленных в крышке с конусным углублением. Магнитные головки электрически связаны с универсальным усилителем электрических сигналов. Износ подшипников определяется по интегральному изменению их радиальных и осевых зазоров. Устройство позволяет автоматизировать процесс контроля аварийного износа в различных изделиях по техническому состоянию. 4 ил. (Л С

Фиг. 7

Фиг. 2

Фиг.З