Способ контроля биения колец подшипника и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в машиностроении, например в подшипниковом производстве при измерении осевых и радиальных биений колец подшипников.

Известен способ контроля биения колец подшипника, заключающийся в создании касательных усилий для вращения внешнего кольца подшипника путем воздействия на него вращающейся инерционной массы, равномерно распределенной по его периметру, и контроля биения измерителем линейных перемещений.

Известно также устройство для контро-- ля биения колец подшипников, содержащее

оправку для установки по посадочному диаметру внутреннего кольца испытуемого под- шипника, соосный с оправкой и предназначенный для установки на внешнее кольцо испытуемого подшипника груз с приводом его вращения посредством передаточного механизма, а также измеритель линейных перемещений торца кольца испытуемого подшипника. Однако известный способ имеет низкую эффективность процесса контроля биений подшипника, например в работе в цеховых условиях из-за существенной зависимости стабильности результатов контроля от большого числа неконтролируемых параметров (как, наприsj ЧЭ О

чэ ел о

мер, от вязкости жидкости передаточного узда). При автоматических измерениях иа-за загрязнения жидкости и нестабильности ее вязкости возможен неполный оборот кольца подшипника, что вызывает погрешность измерений. Изменение вязкости вызывает также нестабильность погрешности измерения, вносимой от гидравлической передачи вращения грузу, что вызывает дополнительную погрешность измерений. Кроме того, для приготовления жидкости заданной вязкости, как правило, требуется смешивать в определенных соотношениях ряд жидкостей и из-за старения и загрязнения залитой в ванну смеси ее приводится периодически менять/что вызывает дополнительные производственные затраты. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так, например, устройство не позволяет осуществить контроль легкости вращения кольца подшипника и. тем самым, выявлять загрязненные подшипники и подшипники с технологическими дефектами, при этом данное устройство Обладает низкой надежностью из-за сложного конструктивного исполнения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет предоставления возможности исследовать поведение окисных пленок в зоне трения, повышение точности контроля путем устранения усилий схватывания контактирующих поверхностей и увеличение надежности за счет .упрощения процесса контроля легкости вращения кольца подшипника.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля биения колец подшипников, заключающемся в создании касательных усилий для вращения внешнего кольца подшипника путем воздействия на него вращающейся инерционной массы, равномерно распределенной по его периметру, и контроле биения измерителем линейных перемещений, дополнительнб вращают внутреннее кольцо подшипника, при этом скорость вращения внутреннего кольца функционально связывают со скоростью вращения его внешнего кольца на основе пропорциональной, или интегральной, или пропорционально-интегральной зависимости. Кроме этого, внутреннему кольцу подшипника могут сообщить дополнительные колебательные воздействия с частотой от 5 до 20 Гц и амплитудой от 1 до 5 град. Для реализации этого способа устройство для контроля биения колец подшипника, со- держащее оправку для установки по посадочному диаметру внутреннего кольца испытуемого подшипника, соосный с оправкой и предназначенный для установки на внешнее кольцо испытуемого подшипника груз с приводом его вращения посредством передаточного механизма, а также измеритель линейных перемещений торца кольца испытуемого подшипника, снабжено вторым приводом вращения, кинематически связанным с оправкой, а упомянутый передаточный механизм выполнен в виде разме0 щенных по окружности и соединенных с грузом посредством тросиков шарообразных грузиков и расположенного соосно грузу и соединенного с первым приводом диска с равномерно выполненными по его пери5 ферии отверстиями для размещения в них шарообразных грузиков, при этом в качестве первого привода для вращения груза использован индукционный двигатель с регулируемой скоростью вращения, а в ка0 честве второго привода для вращения оправки - электродвигатель с изменяющимся путем малых ступенек активным сопротивлением ротора, функционально зависимым от Скорости нарастания его температуры.

5 На чертеже представлен пример реализации изобретения.

Устройство содержит оправку 1 для установки по посадочному диаметру внутреннего кольца 2 испытуемого подшипника с

0 приводом 3 ее вращения, соосный с оправкой Т и предназначенный для установки на внешнее кольцо 4 испытуемого подшипника груз 5 с приводом 6 его вращения посредством-передаточного механизма. Последний

5 выполнен в виде размещенных по окружности и соединенных с грузом 5 посредством тросиков 7 шарообразных грузиков 8 и расположенного соосно грузу 5 и соединенного с его приводом 6 диска 9 с равномерно вы0 полненными на его периферии отверстиями 10 для размещений в них шарообразных грузиков 8, В качестве первого привода 6 для вращения груза 5 использован индукционный двигатель с регулируемой скоростью.

5 В качестве второго привода 3 для вращения оправки 1 - электродвигатель с изменяющимся путем малых ступенек активным сопротивлением ротора, функционально зависимым от скорости нарастания его тем0 пературы.

Контроль биений кольца подшипника согласно способу осуществляется следующим образом..

Устанавливают требуемую скорость

5 вращения привода б путем аксиального перемещения его ротора. Одновременно устанавливают Требуемую функциональную зависимость (например, пропорциональную, пропорционально-интегральную и т.п.) между скоростью вращения привода б диска 9 и второго привода 3. например, путем подачи на его обмотки напряжения соответствующей полярности и амплитуды/При включении привода 6 диск 9 начинает вращаться, увлекая за собой введенные в его отверстия 10 грузики 8. Крутящий момент, воздействующий со стороны отверстий диска 9 на шаровую поверхность грузиков 8, преодолевает сопротивление вращению кольца 4 подшипника, на котором размещен груз 5, а кольцо 4 подшипника с грузом 5 начинает вращаться. Величина биения регистрируется измерителем 11, показания которого могут быть переданы, например, на самопишущий прибор (на фиг. не показан).

В случае, если сопротивление вращению кольца 4 подшипника, на котором размещен груз 5, превышает предельно допустимое значение, например, по причине загрязнения или каких-либо дефектов, то при вращении диска 9 крутящий момент, воздействующий со стороны отверстий 10 на шаровые поверхности грузиков 8 и определяемый числом и весом грузиков, становится не в состоянии преодолеть это сопротивление и грузики 8. поднимаясь, вы- . ходят из отверстий диска 9. Это предохраняет уг-ройство от чрезмерных перенапряжений и одновременно позволяет определить дефект подшипника - низкую (ниже заданной) вращательную спосрб- ность. Запитка обмоток второго привода 3 гармоническим напряжением обеспечивает имитацию качательных движений шариков исследуемого подшипника с малыми амплитудами (до 10 градусов). При этом совершаемые малоамплитудные движения позволяют исследовать поведение окисных пленок в зоне трения, препятствующих схватыванию контактирующих поверхностей.

Предлагаемые способ и устройство позволяют расширить функциональные возможности путем предоставления возможности исследования поведения окисных пленок в зоне трения, повысить точность контроля биений колец подшипников путем устранения усилий схватывания контактирующих поверхностей и, одновременно, повышая надежность контроля за счет упрощения процедуры контроля легкости вращения кольца подшипника.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ контроля биения колец подшипника, заключающийся в создании касательных усилий для вращения внешнего

кольца подшипника путем воздействия на него вращающейся инерционной массы, равномерно распределенной по его периметру, и контроле биения измерителем ли5 нейных перемещений, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет предоставления возможности исследовать поведение окисных пленок в зоне трения, повышения точ10 нрсти контроля путем устранения усилий схватывания контактирующих поверхностей и увеличения надежности за счет упрощения процесса контроля легкости вращения кольца подшипника, дополни5 тельно вращают внутреннее колесо подшипника, при этом скорость вращения внутреннего колеса подшипника функционально связывают со скоростью вращения его внешнего кольца на основе пропорцио0 нальной,или интегральной, или пропорционально-интегральной зависимости;

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я . тем, что внутреннему кольцу, подшипника сообщают дополнительные колебательные 5 воздействия с частотой от 5 до 20 Гц и амплитудой от 1до 5°.

3. Устройство для контроля биения колец подшипника, содержащее оправку для установки по посадочному диаметру внут0 реннего кольца испытуемого подшипника, соосный с оправкой и предназначенный для установки на внешнее кольцо испытуемого подшипника груз с приводом его вращения посредством передаточного механизма, а

5 также измеритель линейных перемещений торца кольца испытуемого подшипника, от л и- ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения возможности контроля легкости вращения, оно снабжено

0. вторым приводом вращения, кинематически связанным с оправкой, а упомянутый передаточный механизм выполнен в виде размещенных по окружности и соединенных с грузом посредством тросиков шарооб5 разных грузиков и расположенного соосно с грузом и соединенного с первым приводом диска с равномерно выполненными по его периферии отверстиями для размещения в них шарообразных грузиков, при этом

O в качестве первого привода для вращения груза использован индукционный двигатель с регулируемой скоростью, а в качестве второго привода для вращения оправки - электродвигатель е изменяющимся путем малых

5 ступенек активным сопротивлением ротора, функционально зависимым от скорости нарастания его температуры.

Использование: в подшипниковом производстве при измерении осевых и радиальных биений колец подшипников. Сущность изобретения: в способе контроля биения колец подшипников, включающем создание касательных усилий для вращения внешнего кольца подшипника путем воздействия на него вращающейся массы, равномерно распределенной по его периметру, и контроль биения, измерителем линейных перемещений, дополнительно вращают внутреннее кольцо, связывая скорость вращения функционально со скоростью вращения внешнего кольца. При этом внутреннему кольцу сообщают колебательные движения. Амплитуду колебательных движений внутреннего кольца подшипника устанавливают в определенном диапазоне. Устройство для контроля биения колец содержит оправку для установки по посадочному диаметру внутреннего кольца, соосный с оправкой груз для установки на внешнем кольце подшипника с приводом его вращения посредством передаточного механизма, второй привод вращения, связанный с оправкой и измеритель линейных перемещений торца подшипника. Передаточный механизм выполнен в виде размещенных по окружности и соединенных с грузом посредством тросиков шарообразных грузиков и расположенного соосно грузу и соединенного с перЁым приводом Диска с отверстиями. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л с