Устройство для измерения осевых сил

р 556353 Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл,- 6 01. 1/02 Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретений(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВЫХ СИЛ1-1 астоящее изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения осевых сил, действующих на радиально упорные подшипники преимущественно роторов быстро вращающихся лопаточных машин.Известное устройство для измерения усилий, содержащее чувствительный элемент, несущий первичную обмотку, создающую постоянное магнитное поле, сердечник, на который действует измеряемое механическое усилие и вторичную обмотку, по которой протекает ток, изменяющийся в функции положения сердечника, обладает большими габаритами, конструктивно сложно.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее гидравлический измеритель усилия и электро- контактный датчик, причем гидравлический измеритель усилия выполнен с двумя полостями, разделенными поршнями, в котором устанавливается контролируемый подшипник, а рабочая жидкость подается под давлением в ту или иную полость в зависимости от направления действия осевой силы, определяемого по сигналам электроконтактного датчика.Известное устройство обладает недостатками, заключающимися в необходимости уплотпения рабочих полостей, в конструктивной сложности этого уплотнения, во влиянии температурного фактора на работу устройства, в возможности разрушения быстро вращающе гося радиально упорного шарикового подшипника, вследствие наличия зазоров между поршнем и ограничивающим корпусом, и в большой подготовительной работе, связанной с установкой устройства, например привода 10 лопаточной машины, так как при этом необходима трудоемкая дообработка привода.Устройство для измерения осевых сил поданному изобретению устраняет указанные недостатки за счет того, что в него введена 15 связанная со штоком вращающаяся головка,выполненная в виде корпуса с подшипником и кольцом из антифрикционного материала, а измеритель усилий выполнен в виде корпуса с регулировочной гайкой, в котором уста новлена резиновая мембрана, разделяющаякорпус на две кольцевые полости, и подпружиненного двойного клапана, причем в регулировочной гайке и мембране выполнены отверстия перекрываемые подпружиненным 25 двойным клапаном.На чертеже изображено устройство для измерения осевых сил.Вращающаяся головка содержит корпус 1подшипника, шариковый радиально упорный 30 подшипник 2 и кольцо 3 из антифрикцпонногоматериала, например графита, Своей внутренней обоймой подшипник 2 посажен на шток 4,Пневматический измеритель содержит корпус 5, крышку 6, мембрану, состоящую из пяты 7, резинового кольца 8 и накладки 9, двойной клапан 10, регулировочную гайку 11, пружину 12 и штуцер 13.В резьбовое отверстие пяты 7 ввернут шток 4, который стопорится от самопроизвольного отворачивания контр-гайкой 14. Для предотвращения скручивания мембраны на пяте 7 выполнен продольный паз, в который с зазором заходит штифт 15. Резиновое кольцо 8 по своему внутреннему диаметру защемлено между пятой 7 и накладкой 9, а по наружному диаметру - между корпусом 5 и крышкой 6. В корпус 5 ввернута регулировочная гайка 11, которая стопорится контр-гайкой 16. В дне регулировочной гайки 11 и в мембране выполнены сквозные отверстия а и б, которые по мере надобности закрываются подпружиненным двойным клапаном 10. Двойной клапан 10 поднимается к своим седлам пружиной 12. В гайку 11 ввернут штуцер 13, служащий для подвода воздуха от источника сжатого воздуха.Все устройство фланцем крышки 6 укрепляется на специальной стойке или на корпусе лопаточной машины. Перед проведением измерений осевой силы радиально упорный подшипник ротора лопаточной машины заменяется радиально опорным подшипником для возможности осевого перемещения ротора,В начальном положении отверстия а и б закрыты двойным клапаном 10, Осева сила, возникающая при работе лопаточной машины, воздействует через вращающуюся голоьк; и шток 4 на мембрану пневматического измерителя усилия и вызывает ее прогиб в направлении действия силы. Прогибаясь, мембрана перемещает двойной клапан 1 О, открывая отверстие а. Сжатый воздух поступает в полость высокого давления до тех пор, пока сила, равная произведению давления воздуха 5 в полости на рабочую площадь мембраны, нестанет равной осевой силе. При равенстве этих сил мембрана возвращается в исходное положение. Под действием пружины 12 и давления воздуха, подводимого к измерите лю, двойной клапан 10 закрывает отверстие аи соответственно отверстие б, В случае последующего уменьшения осевой силы мембрана под действием давления воздуха в полости прогибается в сторону низкого давления, г, е, 15 противоположную направлению действия силы. При этом открывается отверстие б и через отверстие в пяте 7 воздух выходит в атмосферу до тех пор, пока опять не наступит равновесие сил, действующих на мембрану, 20 при котором последняя возвращается в ис.ходкое положение. По величине рабочей площади мембраны и величине давления в полости высокого давления, измеряемой манометром 17, определяется величина осевой силы.25Формула изобретенияУстройство для измерения осевых сил, содержащее измеритель усилий, связанный со штоком, и индикатор давления, отличаю щи й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена связанная со штоком вращающаяся головка, выполненная в виде корпуса с подшипником и кольцом из антифрикционного материала, а измеритель З 5 усилий выполнен в виде корпуса с регулировочной гайкой, в котором установлена резиновая мембрана, разделяющая корпус на две кольцевые полости, и подпружиненного двойного клапана, причем в регулировочной гайке 4 э и мембране выполнены отверстия, перекрываемые подпружиненным двойным клапа 1 фом,одписное акьз С Типография, пр. Сапунова, 2 55/11 Изд.403Ц 11 ИИПИ 1 осударственного комитета Спо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушск Тираж 1106 овета Министров ткрытий я наб., д. 4/5