Устройство для определения состояния подшипникового узла Советский патент 1992 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и предназначено для определения состояния подшипниковых узлов.N

Известны устройства, позволяющие контролировать перегрев подшипников качения в узлах агрегатов и изделий, содержащие датчики; электрически связанные с контрольно-измерительной аппаратурой.

Недостатком известных устройств является низкая достоверность контроля, так как датчик, контролирующий перегрев подшипников, установлен в трубопроводе откачки масла не только подшипниковых узлов, но и полостей кожуха вала турбины, входного корпуса компрессора, коробок приводов.

ш Известно также устройство для контроля предельно допустимой температуры шарикоподшипников роторов высокого и низкого давлений, содержащее контролируемый подшипник, размещенный в корпусе

на приводном валу, чувствительный элемент и систему контроля.

Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля, связанная с относительно большой инерционностью применяемых термопар в качестве термочувствительного элемента.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения состояния подшипникового узла, принятое на прототип, содержащее корпус и цапфу вала с установленным на ней подшипником качения, а также средство для контроля перегрева и систему контроля.

Недостатком известного устройства является низкая надежность, связанная с относительно большой инерционностью применяемых термопар. Кроме того теплопередача к термопаре осуществляется непосредственно от наружного кольца контролируемого подшипника.

00

С

vi о

х| 00 VI 00

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения состояния подшипникового узла, содержащем корпус и цапфу вала с установленным на ней подшипником качения, а также средство для контроля перегрева и систему контроля, цапфа вала выполнена со сквозными радиальным и сообщающимися с ним центральным осевым каналами, средство для контроля перегрева включает, по меньшей мере, две пары диаметрально расположенных в радиальном канале одноименными полюсами друг к другу постоянных магнитов, один из магнитов каждой пары неподвижно размещен в контакте с внутренним кольцом подшипника, а остальные установлены подвижно в радиальном направлении и соединены между собой посредством упругого элемента с направляющим штоком, при этом шток размещен в упомянутом центральном осевом канале с возможностью перемещения вдоль него для взаимодействия с системой контроля.

Устройство для определения состояния подшипникового узла изображено на чертеже.

Устройство содержит контролируемый подшипник 1 качения, размещенный в корпусе 2 на цапфе вала 3, средство для контроля перегрева, включающее по меньшей мере две пары постоянных магнитов 4 и 5, б и 7, диаметрально расположенных в радиальном канале 8 цапфы вала 3 одноименными полюсами друг к другу. Постоянные магниты 5 и 7 закреплены неподвижно в радиальном канале 8 в районе посадочной поверхности контролируемого подшипника 1, Постоянные магниты 4 и 6 установлены в радиальном канале 8 с возможностью их взаимного перемещения и относительно постоянных магнитов 5 и 7 в канале 8. Между собой магниты 4 и 6 связаны упругим элементом, например в виде плоской пружины 9, на котором закреплен шток 10, размещенный в осевом канале 11, сообщающемся со сквозным радиальным каналом 8. Шток 10 размещен во втулке 12 и взаимодействует с системой контроля, включающей источник 13 светового излучения, приемник 14 светового излучения, размещенных в крышке 15, усилитель-преобразователь 16 электрических сигналов и блок 17 сигнализации. Консольная часть штока 10 имеет меньший диаметр.

Устройство для определения состояния подшипникового узла работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда температура внутреннего кольца подшипника качения 1, следовательно и посадочной поверхности вала 3 постоянных магнитов 5

и 7, 4 и 6 соответствует заданной допустимой температуре, т.е. ниже точки Кюри. Магнитные поля неподвижных магнитов 5 и 7 и подвижных магнитов 4 и 6 взаимодействуют между собой. В результате этого, преодолевая усилия упругой пружины 9, подвижные магниты 4 и 6 смещаются ближе к оси вала 3.

При превышении температуры контролируемого подшипника 1 в результате нарушений нормальных условий эксплуатации - нарушение режима подачи смазки, усталостного выкрашивания, повышения момента трения, заклинивания и проворачивания его колец за счет теплопередачи происходит нагрев постоянных магнитов 4-7. Когда температура постоянных магнитов достигнет точки Кюри, они начинают терять свои магнитные свойства. В результате этого за счет упругих сил пружина 9 выпрямляется, а

шток 10 сдвигается вправо, перекрывая при этом световой поток от источника 13 излучения к приемнику 14 излучения. Электрический сигнал от приемника 14 излучения преобразуется в усилителе-преобразователе 16 и поступает в блок 17 сигнализации.

Устройство повышает надежность подшипниковых узлов, так как обладает малой инерционностью, что не приводит при кратковременных забросах температуры к ложному срабатыванию.

Возможность возврата подвижных магнитов в исходное состояние позволяет использовать устройство многократно, что позволяет исключить трудозатраты на замену средства для контроля перегрева при каждом срабатывании.

Формула изобретения Устройство для определения состояния подшипникового узла, содержащее корпус и цапфу вала с установленным на ней подшипником качения, а также устройство для контроля перегрева и систему контроля, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности, цапфа вала выполнена со сквозными радиальным и сообщающимся с ним центральным осевым каналами, устройство для контроля перегрева включает по меньшей мере две пары диаметрально расположенных в радиальном канале одноименными полюсами друг к другу постоянных магнитов, один из магнитов каждой пары неподвижно размещен в контакте с внутренним кольцом подшипника, а

остальные установлены подвижно в радиальном направлении и соединены между собой посредством упругого элемента с направляющим штоком, при этом шток размещен в упомянутом центральном осевом канале с возможностью перемещения вдоль него для взаимодействия с системой контроля.

Использование: для контроля перегрева подшипниковых узлов. Сущность изобретения: подшипниковый узел содержит корпус, установленный в нем на цапфе вала подшипник, устройство для контроля перегрева и систему контроля. Устройство для контроля перегрева включает две пары постоянных магнитов. Они установлены в радиальном канале цапфы вала одноименными полюсами друг к другу. Одни из них установлены неподвижно в контакте с внутренним кольцом подшипника, а другие установлены подвижно и соединены между собой упругим элементом с направляющим штоком. Шток взаимодействует с системой контроля при перегреве подшипника и потере магн итами магнитных свойств. 1 ил,

13