Устройство для измерения моментов трения подшипников Советский патент 1977 года по МПК G01M13/04 

1

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытательным устройствам для измерения моментоВ трения нодшипников.

Известно ycipofioTEO для измерения моментов трения в подшипниках, содержащее устансвлеинук) на технологических подшипниках немагнитную , связанную с приводом, расположенный внутри нее немагнитный вал, злектромагннтпый нагру/катель, и контрольно-из1мернтельную аппаратуру со схемой вычитания, связаппую С датчиками вибрации и тензодатчиком, связанным с валом через упругий элемент.

устройства не нозволяют нроизводить всестороннее измерение моментов сил трения.

Целью изобретения является измерение моментов чрення испытуемых под1нииников в пространственной вибрации с варьируемой степенью корреляции.

Эта цель достигается тем, что электромагнитный нагружатель выполнен в виде двух радиальных электромагнитов, установленных под углом 90° друг к другу, н одного осевого электромагнита со стороны торца вала, на котором установлен магнитопроводиый колпачок, нрп этом в средней частя вала запрессованы втулки из магнитонрОВодного материала, а датчики вибрации наклеены на конце вала, противоположном торцу с колпачком нод углом 90° друг к другу, один из которых наклеен диаметрально противоположно упругому элементу, при этом выходы

датчиков через весовые фильтры соединены со схемой вычитания сигналов с фильтров, производимых от сигнала тензодатчика.

На чертеже ноказано устройство в продольном разрезе.

Устройство содержит немагнитную обойму 1, установленную в технологических подшипниках 2, через шестерню 3 связанную с прнводоим 4. Внутри обоймы 1 располоЯСен немагнитный вал 5, между которым н обоймой

устанавливаются испытуемые подшипники 6. В средней части обой.мы 1 на валу 5 запрессована магнитонроводная втулка 7, а на одном из торцов вала - магнитонроводный колпачок 8, возле которого установлен электромагнит 9 для осевого нагруженнл подшип-пиков 6. Вблизи магнитопроводной втулки 7 расположены два электромагнита 9 и 10 радиального нагружения нод углом 90° друг к другу. С другим торцом вала 5, противоположиым тому, на котором запрессован колпачок 8, жестко связа-н упругий элемент 1.1, одним своим концом упнраюШчНЙся в упор 12 и несудхий на себе тензодатчнк 13. Иа этот же конец вала наклеены два датчика

0 вибрации 14 и 15 под углом 90° друг к другу.

Измерительная ось тензодатчика 13 совпадает с плоскостью упругого элемента 11. Выход датчика 14 связан со входом весового фильтра 16, а выход датчика вибрации 15 связан со входом весового фильтра 17. Тензодатчик 13 связан с теИЗоусилителем 18. Выходы весовых фильтров 16 и 17 и тензоусилителя 18 связаны со входами схемы 19 вычитания сигналов с фильтров из сигнала тензодатчика 13. Выход схемы вычитания 19 связан с регистратором 20 (например, шлейфным осциллографом).

Устройство работает следующим образом.

При враш,ении приводом обоймы 1 и вместе с ней наружных колец испытуемых подшипников 6 за счет сил трения между шариками и беговыми дорожками внутренние кольца подшиПйиков также увлекаются во вращение и увлекают за собой связанные с ним вал 5. При этом вал 5 стремится повернуть упругий элемент 11. Поскольку элемент 11 упирается своим концом в упор 12, поворот вала 5 приводит к изгибу элемента 11, что вызывает деформацию тензодатчика 13 и появление сигнала на выходе тензоусилителя 18, подающегося через схему вычитания 19 на регистратор 20. Если электромагн иты 9-10 не возбуждены, вал 5 не вибрирует и сигналы датчиков вибрации 16 и 17 равны нулю. Чем больше силы трения в подшииниках 6, тем больше момент сил трения в них, и тем больше иоворот вала 5, и, соответственно, изгиб упругого элемента 11. Сигнал на выходе тензоусилителя 18 пропорционален по величине моменту сил трения в подшипниках 6.

Если обмотки электромагнитов 9-10 запитать токо.м переменной частоты, то электромагнитные поля .магнитов 9 и 10 начнут наводить вихревые токи в колпачке 8 и втулке 7 соответственно. Эти вихревые токи взаимодействуют с полями электромагнитов 9 и 10, колпачком 8 и втулкой 7 соответственно. Изменения этих сил будут соответст1вовать изменеииям токов -в обмотках электромагнитов 9 и 10, при этом вал 5, а вместе с ним подшипники 6 начнут вибрировать, причем вибрация их будет пространственной, поскольку она задается тремя ориентированными взаимно перпендикулярными электромагнитами. Обмотки электромагнитов молсно запитывать напряжением одинаковой частоты и амплитуды или произвольным образом менять отношение частот и амплитуд напрял ений питания обмоток каждого из электромагнитов, изменяя тем самым стеиень корреляции компонентов вектора пространственной вибрации испытуемых подшиппиков 6.

Весовые фильтры 16 и 17 преобразуют сигналы датчиков вибрации 14 и 15 с учетом передачи вибрации вала 5 на уиругий элемент 11. Датчики 14 и 15, фильтры 16 и 17 и схема

вычитания 19 позволяют очистить сигналы

тензодатчика 13 от вибрационных помех и

тем самым повысить точность измерения

моментов сил трения подшипников качения.

Таким образОМ, измерение моментов трения подшипников в пространственной вибрации с варьируемой степенью корреляции можно производить с высокой точностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения моментов трения подшипников, содержащее установленную на технологических подшипниках немагнитную обойму, связанную с приводом, и

расположенный внутри нее немагнитный вал, между которым и обоймой устанавливаются испытуемые подшипники, а также включающее электромагнитный нагружа-тель, контрольно-измерительную аппаратуру с весовым фильтром и схемой вычитания сигналов, связаниую с наклеенными на вал двумя датчиками вибрации и с тензодатчиком, связанными с валом через упругий элемент, отличающееся тем, что, с целью измерения

моментов трения испытуемых подшипников в пространствеиной вибрации с варьируемой степенью корреляции электромагнитный нагружатель выполнен в виде двух установленных под углом 90° друг к другу радиальных

электр01магнитов и одного осевого, расположенного со стороны одного торца вала, на котором установлен магнитопроводный колпачок, при этом в средней части напротив радиальных электромагнитов запрессована

втулка из магнитопроводного материала, а датчики вибрации наклеены на конце, противоположном торцу с колпачком под углом 90° друг к другу, один из которых наклеен диаметрально противоположно уиругому элементу, причем выходы датчиков через весовые фильтры соединены со схемой вычитания сигналов с фильтров, производимых от сигнала тензодатчика.

19

.lf