Устройство для измерения осевых усилий Советский патент 1992 года по МПК G01L5/12 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения осевых усилий, и может быть использовано в газотурбостроении.

Известно устройство для измерения осевых усилий, действующих на вал продувки, содержащее чувствительные элементы с тензодатчиками, выполненные в виде упругих перемычек, соединенных с обоймой упорного подшипника вала и фланца двигателя.

Такое устройство требует применения тензодатчиков с измерительными линиями. Тензодатчики не являются измерителями длительного пользования, так как со временем теряет свою чувствительность, что снижает точность измерений. Кроме того, тензодатчики и проложенные коммуникации подвержены случайным механическим повреждениям.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, принятым за прототип, является устройство для измерения знакопеременных осевых усилий на валу, содержащее кольцевой корпус, в гнездах которого размещены золотники, образующие первый и второй преобразователи силы в давление. Внутренние полости золотников связаны каналами с гидравлическим насосом и датчиком давления.

Управление величиной давления, пропорционального внешней силе, происходит за счет перекрытия отверстий, встроенных друг в друга золотников, которые в свою очередь торцами связаны с наружными

VI

XI

ел о го

4

обоймами подшипников, через которые воспринимаются осевые усилия.

Недостатком такого устройства является невысокая надежность, сложность конструкции и ее громоздкость.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение габаритов устройства за счет упрощения конструкции.

Цель достигается тем, что кольцевой корпус выполнен с внутренним кольцевым выступом, смещенным от кольцевого выступа втулки в осевом направлении, а преобразователи силы в давлении размещены в кольцевом корпусе между выступами корпуса и втулки, при этом каждый преобразователь силы в давление выполнен в виде гидравлического силового цилиндра с выступающими за пределы его торцов поршнями, один из которых установлен с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса, а другой - с кольцевым выступом втулки, причем полость гидравлического силового цилиндра, расположенная между поршнями, связана с манометром.

На чертеже изображено устройство для измерения осевого усилия, действующего на вал.

Устройство для измерения осевого усилия на валу 1 содержит втулку 2, охватывающую наружное кольцо 3 подшипника, неподвижный наружный кольцевой корпус 4, в котором жестко закреплены три равномерно расположенных по окружности цилиндра 5, заполненных жидкостью с двумя поршнями 6 и 7. Внутреннее кольцо 8 подшипника прижимается к бурту вала 1 гайкой 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы подшипникового узла в цилиндре 5 создается давление, которое позволяет выбрать имеющиеся зазоры между торцовыми поверхностями поршня 6 и неподвижного наружного корпуса 4, а также между аналогичными поверхностями поршня 7 и втулки 2.

При возникновении осевого усилия на валу 1, действующего справа налево и выбранных ранее указанных зазорах между торцовыми поверхностями поршней и соприкасающихся с ними торцовых поверхностей корпуса А и втулки 2, внутреннее

кольцо 8 подшипника смещается влево и через тела качения передает усилие на наружное кольцо 3 подшипника, которое упирается во втулку 2 и перемещает ее относительно неподвижного наружного

кольца 4. Втулка 2, перемещаясь влево, воздействует на поршень 7, изменяя давление в цилиндре 5. При этом второй поршень 6 цилиндра 5 упирается в неподвижный наружный корпус 4.

Таким образом, по изменению давления в цилиндрах можно измерять осевые усилия, действующие на подшипник качения.

Формула изобретения

Устройство для измерения осевых усилий, содержащее вал, коаксиально установленный в кольцевом корпусе, подшипник качения, внутреннее кольцо которого жестко соединено с валом, посаженную на наружное кольцо подшипника качения втулку с внутренним кольцевым выступом, установленную с возможностью осевого смещения относительно кольцевого корпуса, и преобразователи силы в давление, равномерно расположенные по окружности в корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов за счет упрощения конструкции,кольцевой корпус выполнен с внутренним

кольцевым выступом, смещенным от кольцевого выступа втулки в осевом направлении, а преобразователи силы в давление размещены в кольцевом корпусе между выступами корпуса и втулки, при этом каждый

преобразователь силы в давление выполнен в виде гидравлического силового цилиндра с выступающими за пределы его торцов поршнями, один из которых установлен с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса, а другой - с кольцевым выступом втулки, причем полость гидравлического силового цилиндра, расположенная между поршнями, связана с манометром.

Использование: измерение осевых усилий в газотурбостроении. Сущность изобретения: вал (1) коаксиально установлен в кольцевом корпусе (4) с внутренним кольцевым выступом. На наружное кольцо (3) подшипника посажена втулка (2) с внутренним кольцевым выступом. Внутреннее кольцо (8) подшипника жестко соединено с валом (1) Втулка (2) установлена с возможностью осевого смещения относительно кольцевого корпуса (4). Внутренний кольцевой выступ корпуса (4) смещен от кольцевого выступа втулки (2) в осевом направлении. Преобразователи силы в давление (5) равномерно расположены по окружности в корпусе (4) между выступами корпуса (4) и втулки (2) Каждый преобразователь силы в давление