Устройство для оценки качествапОдшипНиКОВ КАчЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01M13/04 

- Изобретение относится к подшипниковой промышленности и быть ис пользовано преимущественно для измерения момента трения подшипников качения. Известно устройство для измерения момента трения подшипников качения, содержащее смонтированные на основании механизмы привода и нагружения подшипника, моментомер, состоящий из датчика угла, усилителя, датчика момента, датчик числа оборотов подшипника, блок управления, вход которого соединен с выходом датчика числа оборотов, а выход со входом механизма привода, и регистратор, вход которого соединен с выходом усилителя и . Однако данное устройство не позво ляет с высокой точностью оценивать к чество подшипников качения по моменту трения. Цель изобретения - повьш1ение точности оценки качества подшипников качения по моменту трения. Поставленная цель достигается за счет того, что на основании смонтированы механизмы привода и нагружения подшипника, моментомер, состоящий из датчика угла, усилителя датчика момента, регистратор, вход которого соединен с выходом усилителя. Устройство снабжено фильтром верхних частот, амплитудным детектором, тремя счетчиками, коммутатором, блоком индикации, и последовательно соединенными датчиком числа оборотов, блоками управления, задержки времени программы и аналогоцифровым преобразователем, при этом вход датчика числа оборотов соединен с выходом механизма привода подшипника, второй выход блока управления со входом механизма привода, выход усилителя компенсации со вторым входом, а через фильтр верхних

частот с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, выход фильтра верхних частот через амплитудный детектор с четвертым входом аналого-цифрового преобразователя, первый выход которого через первый счетчик соединен с первым входом, второй выход через второй счетчик со вторым входом, третий выход через третий счетчик с третьим входом коммутатора, выход которого соединен со входом блока индикации.

На фиг. 1 дана схема устройства; на фиг. 2 - графики, поясняющие работу устройства.

На основании 1 смонтированы механизм привода, состоящий из синхронного двигателя 2 с ведущей шестней и втулки 4 для монтажа испытуемого подшипника 5, а также механиз нагружения, выполненный в виде пружины 6, соединенный торсионом 7 через втулку 8 с внутренним кольцом подшипника 5. Моментомер 9, состоящий из последовательно соединенных датчика 10 угла, усилителя 11 компенсации и датчика 12 момента, связан поводком 13 и пилкой 14 с внутренним кольцом испытуемого подшипника. К выходу усилителя компенсации подключен регистрирующий прибор 15, Устройство снабжено фильтром 16 верхних частот, амплитудным детектором 17, тремя счетчиками 18, 19 и 20, коммутатором 21, блоком 22 индикации и последовательно соединен ными датчиком 23 числа оборотов, блоками 24, 25 и 26 управления, задержки времени, программы соответственно и аналого-цифровым преобразователем 27. Входной вал датчика

23числа оборотов шестерней 28 соединен с выходом механизма привода подшипника, а второй выход блока

24управления с двигателем 2 механизма привода. Выход усилителя компенсации 11 соединен со вторым входом и через фильтр 16 верхних частот с третьим входом аналогоцифрового преобразователя 27, Кроме того, выход фильтра 16 верхних частот через амплитудный детектор

17 соединен с четвертым входом аналого-цифрового преобразователя 27, первый выход которого через первый счетчик 18 связан с первым входом, второй выход через второй счетчик 19 со вторым входом, третий выход через третий счетчик 20 с, третьим

входом коммутатора 21. К выходу коммутатора подключен вход блока 22 индикации. Фильтр 16 верхних частот, амплитудный детектор 17, аналого-цифровой преобразователь 27, три счетчика 18, 19 и 29, коммутатор 21 и блок 22 индикации образуют трехканальный вычислитель 29 устройства для оценки качества подшипников качения.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый подшипник 5 устанавливают в гнездо втулки 4 и нагружают осевой нагрузкой, передаваемой через втулку 8 и торсион 7 от пружины 6 механизма нагружения. 1аружное кольцо подшипника приводят во вращение с постоянной частотой двигателем 2 через ведущую шестерню 3 и втулку 4. Внутреннее кольцо увлекается силами трения в сторону вра щения. Момент увлечения, передаваемый с помощью вилки и привода 13 моментомером 9, компенсируется электрической пружиной, причем ток датчика 12 момента, создающего компенсирующий момент, является электрическим аналогом измеряемого момента сопротивления вращению шарикоподшипника. С помощью блока 24 управления совместно с датчиком 26 числа оборотов обеспечивают автоматический цикл, состоящий во вращении подшипника 5 в одну сторону на заданное число оборотов, реверсирование, вращение в обратную сторону на то же число оборотов и останов, производя при этом непрерывную регистрацию момента на регистраторе 15. Для оценки качества подшипника необходимо ограниченное количество числовых критериев, в качестве которых, как известно, используют постоянное или среднее значение момента трения Mj.p, пиковое или максимальное значение момента М) среднеквадратичное отклонение от среднего уровня или дисперсию D. Для определения этих параметров сигнал с выхода усилителя 11 компенсации выступает, кроме регистратора 15, на вычислитель 29. Определение среднего значения момента трения осуществляют в соответствии со следующим выражением:

N

,-.

где - мгновенное значение измеряемого момента. 5 N - количество измерений в пре делах одного цикла реализа ции. Для этого входной аналоговый сиг нал подают на второй вход аналогоцифрового преобразователя 27, на первом выходе которого формируется количество импульсов, пропорциональ ное мгновенному значению сигнала. Счетчик 18 производит суммирование результатов 50000 измерений мгновен ных значений при прямом направлении вращения подшипника в заданном интервале нремени и 5000 при обратном вращении также в заданном интервале времени обработки Т,. Информация со счетчика 18 поступает на первый вход коммутатора .21 со старших раз,рядов, что обеспечивает деление результата суммирования на заданное число N 10000. Определение дисперсии момента осуществляется в соответствии с выр жением: 1 .( Для этого сигнал с усилителя 11 компенсации подают на вход фильтра 16 верхних частот, на выходе которого получается центрированное напряжение, пропорциональное ..р, содержащее выбросы в моменты времени, соответствующие началу вращения и реверсу. Это напряжение подают на трений вход аналого-цифрового преобразователя 27, со второго выхода которого формируется число импульсов, при каждом измерении пропорциональное квадрату входного сигнала. Счетчик 19 производит суммирование импул сов соответствующих IPOOO измерений выполненных в те же интервалы времени, что и при определении М . Информация со счетчика 19 поступает на второй вход коммутатора 21 также со старших разрядов. Определение М производится путем запоминания максимума сигнала, сцентрированного фильтром 16 верхних частот с помощью амплитудного детектора 17 и переводом его в цифровую форму аналогоцифровым преобразователем 17 и счетчиком 20. Для исключения ошибок при вычислениях, вызываемых переходным 4 Процессом при начале вращения подшипника и при его реверсировании, сигнал с выхода блока 24 управления через блоки 25 и 25 задержки времени и программы запрещает обработку результатов измерения момента сопротивления в указанные интервалы времени. Результаты испытаний считывают с устройства 22 индикации с помощью коммутатора 21 . Формула изобретения Устройство для оценки качества подшипников качения, содержащее смонтированные на основании механизмы привода и нагружения подшипника, моментомер, состоящий из датчика угла, усилителя, датчика момента, датчик числа оборотов подшипника, блок управления, вход которого соединен с выходом датчика числа оборотов, а выход со входом механизма привода, и регистромер, вход которого соединен с выходом усилителя, отличающееся тем, что; с целью повышения- точности оценки качества подшипников, оно снабжено фильтром верхних частот, амплитудным детектором, тремя счетчиками, коммутатором, блоком индикации, последовательно соединенными блоком задержки времени, вход которого соединен со вторым выходом блока управления, блоком программы и аналого-цифровым преобразователем, четвертый вход которого через амплитудный детектор соединен с выходом фильтра верхних частот, при этом выход усилителя соединен со вторым входом, а через фильтр верхних частот с третьим входом аналого-цифрового преобразователя , первый выход которого через первый счетчик соединен -с первым вхоом, второй выход через второй счетчик со вторым входом, третий выход через третий счетчик с третьим входом коммутатора, выход которого соединен со входом блока индикации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2810734, кл. G 01 М 13/04, 14.08.79.

ue.f J L1 29

ас

о

ы

«X

«bt

сг

cS

напраЬА | Обратное напраЬл.

6/3CfU4e it

ич4

i

)дУ

Ти

CS

5

epau4e uif

5

j

Ч| Р

А уАл/Ш,

/ . L

. С