Способ измерения крутильных колебаний вала

(23) Приоритет -1 В 5(30 удвретвеквй квиктвт ссср о делам взобрвтвикй и открытой(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛАИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения крутильных колебанийвалов, нагруженных зубчатым зацеплением.Известен способ измерения крутящегомомента, основанный на непосредственномизмерении на валу деформации с помощьюкрутильных динамометров 11.Известен также способ измерения крутильных колебаний вала, установленного вподшипниках и нагруженного зубчатым зацеплением, посредством тензорезистора 2.Данный способ является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сушности и достигаемому результату,Целью изобретения является упрощениеизмерений крутящего момента высокооборотных валов,Поставленная цель достигается тем, чтов способе измерения крутильных колебанийвала, установленного в подшипниках и нагруженного зубчатым зацеплением, упругий фэлемент с тензорезистором устанавливаютв подшипниковом узле и регистрируют параметры амплитудно-модулированного сигнала от деформации упругого элемента на частоте прокатывания тел качения по наружной обойме подшипника.На фиг. 1 изображено устройство, реализуюшее данный способ; на фиг. 2 а и 2 б показаны сигналы с тензорезистора, когда на валу нет крутильных колебаний; на фиг. 2 В показан сигнал с тензорезистора, когда на валу есть крутильные колебания.Устройство содержит шестерню 1, находяшуюся в зацеплении с шестерней 2, которая установлена на валу 3 и при действии создает радиальную силу К, пропорциональную действующему моменту. Эта сила через тело качения 4 и наружную обойму подшипника 5 деформирует упругий элемент 6, деформация которого воспринимается тензорезистором 7. Если на валу нет крутильных колебаний, то при крутяших моментах М 1 и М сигнал с тензорезистора 7 будет записан на осциллографе, как показано на фиг. 2 а и 26. При этом С и д - соответствующие своим моментам размахи колебаний электрического сигнала на частоте прокатывания тел качения по наружной обойме подшипника ю = - , где 1 - времяй697797 Фор,мула изобретения Л 7 ЦИ И И П И Заказ 6812/27 Тираж 8 М ПоднисноФилиал ПЙП Патент, г. Ужгород, ул., Проектная,между йрокатыванием соседних тел качения. Если на валу есть крутильные колебания с частотой Я = - , а вал нагружен моментом М, то электрйческий сигнал с тензорезистора на частоте прокатывания го = - буь, дет промодулирован на частоте Я, как показано на фиг. 2 в, при этом е - максимальный размах модулированного сигнала.Измерение крутильных колебаний осуществляется следующим образом.Нагружают вал несколькими разными моментами на интересующих оборотах вала, 96 выбирают те участки записи на частоте прокатывания, где нет крутильных колебаний и строят график динамической тарировки тензорезистора, По оси ординат откладывают значения момента, которым нагружался вал, а по оси абсцисс - соответствующи этим значениям величины размаха электрического сигнала с тензорезистора на частоте прокатывания. Выбирают две точки на оси ординат, например М и М 2, Из графика находят, что моменту (М - М)кгс м 36 на валу соответствует размах (д - с)мм на осциллограмме.Амплитуда момента крутильных колебаний Н определяется по максимальному размаху модулированного сигнала с тензоре 1 23 зистора на частоте прокатывания оз = - .Если например, максимальный размах модулированного сигнала равен е, а постоянный момент на валу в это время М, то Н кгс м = - (Мо - М) Х 2Й"С"д-СВторая часть модулированного сигнала, фф равная Н от момента крутильных колебаний, не будет видна на осциллограмме, так как электрический сигнал с тензорезистора не меняет знак. Частоту крутильных колеоаний Я = - определяют по времени ТоЫпериода между горбами амплитудной модуляции на частоте прокатывания (фиг, 2 в).Изобретение позволяет измерять крутящий момент высокооборотных валов. Способ измерения крутильных колебаний вала, установленного в подшипниках и нагруженного зубчатым зацеплением посредством тензорезистора, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений крутящего момента высокооборотных валов, упругий элемент с тензорезистором устанавливают в подшипниковом узле и регистрируют параметры амплитудно-модулированного сиг нала от деформации упругого элемента на частоте прокатывания тел качения по наружной обойме подшипника.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Шевакин Ю. Ф. и др. Технологические измерения и приборы в прокатном производстве, М Металлургия, 1973, с. 157 - 64,2, Справочник машинос; роителя под ред. Серенсена С. В., Гос, н.-т. изд, машиностроительной литературы, М., 1962, с. 387 - 389 (прототип).