Способ определения осевого усилия предварительного натяга подшипников быстровращающегося двигателя

1 10 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ КРЕСПУБЛИН 09 01) 5/"12САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СУДАРСТВЕННЫЙ: КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(71) Каунасский политехнический.институт им.Антанаса Снечкуса и Литовская ардена Трудового КрасногоЗнамени сельскохоэяйственная академия., (56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 567969, кл. 6 01 1. 5/12., 1976.2. Авторское свидетельство СССРМ 289319, кл. 6 01 1.5/12; 1967 (прототип).(54).(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕВОГОУСИЛИЯ. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯГА ПОДНИПНИКОВ БЫСТРОВРАЩА 0 ЩЕГОСЯ ДВИГАТЕЛЯ, заклочающийся в том, чтоисследуемый двигатель подвергают вибрациям в осевом направлении, опре" деляют инерционную силу и с помощье предварительно полученной зависимос- ти измеряемого параметра от инерционной силы определяют осевое услиие предварительного натяга подшипников двигателя, о .т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с. целью обеспечения возмож.,ности определения усилия в реальных условиях, определяют амплитудное значение инерционных сил ротора при разных амплитудных вибрациях, измеряют деФормации от этих сил нелинейной пружины, создающей осевой .предвари" тельный натяг подшипников, определя" , ют отношение амплитуды инерционной силы ротора к амплитуде деформации. пружины и жесткость пружины при нуле . вом значении инерционной сипы, по которой, пользуясь предварительно полученной зависимостью осевого усилия от смещения пружины и производной этой зависимости по деФормацииоп" ределяют осевое усилие предварительного натяга подшипников двигателя.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гироскопическом приборостроении,Известны способы определенияосевой нагрузки на радиально-упорный шарикоподшипник, основанные наизмерении параметров шарикоподшипни"ка, зависящих от величины осевой нагрузки, и нахождении последней попредварительно полученному закону,зависимости этой нагрузки от упомянутых параметров шарико юдшипника.Известен способ определения осевойнагрузки, заключающийся в измерениитаких кинематических параметров подшипника, как частоты вращения сепаратора и кольца, определении этихчастот и нахождении по ней осевой на",грузки на подшипник Г 13Недостатком данного способа является то, что в нем предусматриваютустановку одного .или двУх датчиков непосредственно в подшипниковом узле,что допустимо только в исследовательских целях. В гроизводственныхусловиях и при работе с малогабаритными подшипниками применение указанного способа ограничено.Наиболее близок к предлагаемомуспособ определения осевого усилияпредварительного натяга подшипниковбыстровращающегося двигателя, заключающийся в том, что исследуемый двигатель подвергают вибрациям в осевомнаправлении, определяют инерционнуюсилу и с помощью предварительно полученной зависимости измеряемого параметра от инерционной силы определяют осевое усилие предварительногонатяга подшипников двигателя 2. Однако точность известного способа является невысокой . ввиду того, что для определения осевой нагрузки используется параметр, не влияющий не" посредственно на ее величину, а именно из спектра вибраций вращающегося двигателя выделяют частоту гармонической составляющей от изменения контактного угла подшипника. Но величи" на этого угла зависит не только от осевой нагрузки на подшипник, но и от толщины масляной пленки, приработки, степени износа подшипника.По известному способу при определе-нии осевой нагрузки на подшипник бывшего в употреблении ротора или после его приработки изделие обычно демонтируют,Ж Цель изобретения - обеспечениевозможности определения усилия в ре"альных условиях.Поставленная цель достигается тем, 5 что согласно способу определения осевого усиЛия предварительного натягаподшипников быстровращающегося двига"теля, который заключается в том,что исследуемый двигатель подвергают 10 вибрациям в осевом направлении, опре"деляют инерционную силу и с помощьюпредварительно полученной зависимостиизмеряемого параметра от инерционнойсилы определяют осевое усилие предва " 15 рительного натяга подшипников двигателя, после вибрации двигателя определяют амплитудное значение инерционных сил ротора при разных амплитудных вибрациях, измеряют деформа ции от этих сил нелинейной пружины,создающей осевой предварительный натяг подшипников, опредеЛяют отношениеамплитуды инерционной силы ротора камплитуде деформации пружины и жестр 5 кость пружины при нулевом значенииинерционной силы, по которой, пользуясь предварительно полученной зависимостью осевого усилия от смещения пружины и производной этой зависимости по деформации, огределяютосевое усилие предварительного натягаподшипников двигателя.На фиг. 1 дана характеристика Рсоздающая осевой натяг подшипниковнелинейной пружины. в виде упругойкрышки подшипникового узла (Г "усилие предварительного натяга); нафиг. 2 - производная характеристикиГ по деФормации у (х) = . - ; надТфиг. 3 - зависимость.у(Д, где дполовина амплитуды а переменной составляющей деформации пружины (Дх-хпгде хл - предварительная деФормация пружины).45 Предложенный способ включает следующие операции: вибрацию исследуемого двигателя в осевом направлении,определение амплитудного значенияинерционных сил ротора при разных 50 амплитудных вибрациях, измерение деФормации от этих сил нелинейной пружины, создающей предварительный натяг подшипников, определение отношения амплитуды инерционной силы ротора к амплитуде деформации пружины,жесткости пружины при нулевом значении инерционной силы, а также осевого усилия предварительного натягаподшипников двигателя, используя пред-ф - 0 1128 1 0,7112. Ч,Г 3 101671 варительно полученную зависимость осевого усилия от смещения пружины и производную этой зависимости по деформации.П р и м е р., Определяют осевое усилие предварительного натяга шарико" подшипников малогабаритного гиродвигателя с массой ротора м0,028 кг, Перед сборкой гиродвигателя снимают . упругую характеристику( х) крышки 10его подшипникового узла путем нагру" жения ее в осевом направлении усилием до 2. кг и измерения деформации в пределах 0-0,015 мм. Характеристика является жесткой, когда. по мере увелицения деформации жесткость увеличивает" ся. Затем путем графического дифференцирования получают производную этой характеристики по деформации у(х ), причем масштаб обоих граФиков по оси Х " одинаков.1Собранный гиродвигатель устанавли,вают в вертикальном положении на вибростенд ВЭДи подвергают вибо рации на цастоте 300 Гц с амплиту-25дои А. щ Оу 013; А = Оу 07 у А0,10 мм. При этом амплитудные значения инерционной силы ротора= = О,Об; Ро = 0,711; Р = 1,015 Одновремейно при помощи бесконтактного емкостного датчика и прибора ИВЕизмеряют амплитуду вызваннойРинерционной силой ротора деформации крышки подшипникового узла: а 1 = 0,0037 р а= 0,00631 а-- 0,0085 мм,Определяют усредненные значения35 жесткости крышки:в интервалах изменения ее деформации от постоянного значения, обусловленного предварительным натягом, для каждого ампли"40 тудного значения а, а, акак отношение амплитуд инерционной силы и деформации, кг/мкм:а( щ Ф 0 4у = ф - - 0,1097О,М 6 у -= 0,119111,015Введение понятия средней жесткости в некотором интервале изменения деформации равносильно замене соответ" ствующего участка нелинейной упругой характеристики отрезком прямой, угло" вой коэффициент которой равен. этому усредненному значению жесткости. Истинная упругая характеристик.а имеет касательную с таким же угловым коэфФициентом в точке, лежащей в непосредственной близости от середины интервала изменения деформации, поэтому абсциссы точек 1, 2 и 3 на графике у(о) с ординатами у, у,2 и уз приня-. ты равными соответственно а/2, а /2 и а/2. Через точки 1, 2 и 3 проводят . сплошнуо линию с целью определения жесткости пружины при нулевом значении инерционной силы у я путем экстраполяции графика у(Д) до пересече" ния его с .осью У. Полученную величину проектируют на кривую у(х), а затем на кривую Г(Х) и на ось Е, В результате определяют, цто усилие предвари" тельного натяга Гпр.= О,16 кг. Таким образом, предлагаемый сйособ позволяет и реальных условиях ра", боты двигателя, независимо от того, насколько изменился предварительный натяг после момента сборки в результате приработки, износа, изменения температуры и т.д определять усилия предварительного натяга подшипйиков быстровращающегося двигателя с высокой точностью.ееваКорр ПодпССС елактор Л. Пчелинскааказ 3376/ЙВНИ ое д. 4/5 д. 5роектная, Ч од, ул 1130етит ае ФилиаИПИ Го дела5 лтППП осударст венного к м изобретений и ква ЖЗС Раушс Патент", г. Уиго омитета открыти кая наб тор Г. Решетник