Способ определения осевой нагрузки на радиально-упорный шарикоподшипник Советский патент 1979 года по МПК G01L5/12 G01M13/04 

. 3 - центробежные силы шариков;

РЬ р2, РЗ - углы контакта шариков с дорожкой качен.ня на наружном кольце,

На фиг. 1 .показан раднально-упорный подшипник, снабженный тарировочнымн шариками; на фиг. 2 - тензограмма; на фиг. 3 - схема расположения рабочих и эталонных шариков в желобе иаружного кольца при работе подшипника.

Сущность предлатаемого способа определения осевой нагрзЗК и заключается в том, что по предварительно замеренным или вычисленным массам (весам), .расстоянию от оси подшипника до центров шариков и углам контакта рабочего и тарировочных шар.иков с дорожкой качения наружного кольца определяют при иомош,и тензограммы (на которой должна быть отметка времен ;) осевую нагрузку на подшипник но аналитической зависимости, вывод которой приведен н,иже.

Осевая нагрузка на подшипник равна:

F, (,).A,,

где А - осевая налрузка на один рабочий шарик.

,„,

где А - усилие на перемычку в осевом направлении от рабочего шарика, обз словленное совместным действием нагрузки на иодшииник и еРо собственной центробежной силы;

Л,ц - осевое уси.л1ие на перемычку от рабочего шарика, обусловленное его собственной центробежной силой.

.u -tg3u

где FI - центробежная сила рабочего шарика,

PI - урол .контакта рабочего шарика с дорожкой качения.

Л А,./,

/

где I - цена одного мм размаха /г, по тензограмме, кГ/мм;

f „ А,,,11 - Г

2-ftj

где Л 2ц, - осевые усилия ,на перемычку от центробежных сил от эталонных шариков;

su - /s-tgPs,

где Fa и - центробежные силы эталонных шариков;

Рз и 2 - углы контакта эталонных шариков с дорожкой качения.

1 F,-tg,-F,-ig, . 2h, - h,

д /г, f,tgp3-f3tgP. 1 р t ч

1 -2лТИТГ 2.tg3..

Осевая нагрузка на подшипник равна:

F (F,.ig,-F,,)

-Л-tgP,

Центробежные силы шариков определяются

по формуле:

F m «2 г.

т - масса шарика, определяемая взвешиванием:

г - расстояние от оси подшипника до центра шарика, прижатого к дорожке качения;

со - угловая скорость враш,ения сепаратора подшипника.

2-тс.Л/ Z-t

где .V - количество шариков, прокатившихся мимо тензорезистора за промелсутоК времени t, с.

N .и / определяют по тензограмме и отметкам времени.

Пример осуш,ествления способа представляет собой радиально порный подшипник, в сепараторе которого установлены шарики

}, 2, 3, 4 с диаметрами меньшим-и, чем у рабочего шарика 5. В .наружном кольце 6 в плоскости центров шариков сделаны ослабленные перемычки 7 при помощи прорези 8, на поверхностях 9 которых установлены тензорезпсторы 10, с которых снимается тензограмма, представлен,ная, на фиг. 2.

Предлагаемый .способ наиболее эффективен при чисто осевой нагрузке на подшипник или в случае, когда радиальная нагрузка (например от веса ротора) на подшкиник незначительна по сравнению с осевой, что имеет место, например, на газотурбинных двигателях.

Р1сключение трудоемкой специальной тарировки иодшипника с измерительной аппаратурой при сохранении точности определения осевой нагрузки обеспечивает достижение положительного эффекта при использовании данного огтособа. Формула изобретения Способ определений осевой нагрузки на радиально-упорный шарикоподшиоик по величин-е измеренных изгибных динамических 10 деформаций наружного кольца подшипника, созданных рабочими и эталонными шариками, отличающийся тем, что, с целью снижения ирудоемкости определения нагрузки, выполняют в наружном кольце в 15 плоскости симметрии подшиввика, проходяш.ей через центры шариков, прорезь, расположенную в месте измерения деформаций, используют эталонные шарики двух масс с диаметрами меньше диаметра рабочего ша- 20 рика, фиксируют изменение деформаций П1ри работающем подшипнике и находят осевую силу по формуле: (fs-tgPsh, - h. hi, f.. PI. вни им № -- s-tgW- -tg общее количество шариков в подшипнике, количество эталонных шариков, hz, h размах деформации кольца от воз.действия соответственно рабочего и эталонных шариков. F,, F, - центробежные силы шариков, Pa, РЗ углы контакта шариков с дорожкой качения на наружном кольце. Источники информации, принятые во мание экспертизе: 1.Техническая справка № 3936, ЦИАМ. И. И. Баранова, М., 1958, с. 1-24. 2.Авторское свидетел| ство СССР 16346, кл. G 01 L 5/12, 1967 (прототип).

j

; 1 I

l

I «s;

-V

АДАДААААД ДДД/ V V v , , V Vv У V V V

ВидБ