Способ определения нагрузок на подшипник качения

(246 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК НА ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ(57) Изобретение. относится к подшипниковой промышленности и позволяет повысить точность измерения осевыхи радиальных нагрузок. Измеряют .деформации невращающегося кольца. Поамплитудам спектра деформаций определяют величину вращающейся радиальнойсилы, а по величине амплитуд и знакуопределяют величину и направлениеосевой нагрузки. Определяют значениединамической грузоподъемности. Сравнивают с заданным для данного подшипника значением. В случае превышения значения с помощью сигнализатора машину останавливают4 ил.1 127880Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть преимущественно использовано для определения нагрузок на подшипники качения.5Целью изобретения является повыше ние точности измерения нагрузок.На фиг.1 показан радиально-упорный шариковый подшипник с тенэорезисторами, размещенными на цилиндричес кой поверхности наружного кольца по обе стороны относительно плоскости центров шариков подшипника, а также эпюры распределения деформации при нагружении подшипника осевой силой; на фиг,2 - экспериментальные кривые распределения деформаций по ширине кольца при нагружении подшипника различными значениями осевой силы, на фиг,З - то же, при комбинированной 20 нагрузке осевой силой и центробежной силой тел качения; на Фиг.4 - устройство для определения величины вращающейся радиальной силы (Р) и величины знака осевой силы (Ра), а также 25 определение по величинам этих сил значения эквивалентной динамической нагрузки С).Устройство для определения нагрузок на подшипник качения содержит 30 тензорезисторы 1 и 2, расположенные по обе стороны относительно плоскости центров шариков 3 подшипника 4 и закрепленные на динамометрическом участке цилиндрической поверхности наружного кольца 5 подшипника со смещением по разные стороны от плоскости центров шариков подшипника. Тензорезистор 1 соединен с усилителем 6, подключенным к анализатору 7 спектра деформаций, включающему в себя фильтры 8 и 9. Тензорезистор 2 подключен к усилителю 10, соединенному с анализатором 11 спектра,цеформаций, включающему в себя фильтры 12 и 13. Выход 14 усилителя 6 подключен к фильтрам 8 и 9, выход 15 усилителя 10 к фильтрам 12 и 13, причем выходы 16 и 17 фильтров 9 и 13 анализаторов 7 и 11 соединены с блоком 18 вычитания, выход которого соединен с блоком 19 модуля выходом подключенным к регистрирующему прибору 20 протарированному при нагружении подшипника известными осевыми силами Ес Выход 2155 фильтра 8 подключен к регистрирующему прибору 22, протарированному при нагружении известными вращающимися ради 2 йальными силами Г , Выходы 23 и 24Ярегистрирующих приборов 20 и 22 соединены с умножителями 25 и 26, выходы 27 и 28 которых подключены к сумматору 29, выходом соединенному с умножителем 30 на коэффициент долговечнос-. ти. Выход последнего соединен с блоком 31 сравнения с заданной динамической грузоподъемностью подшипника, причем выход блока сравнения подключен к сигнализатору 32 остановки машины, Выходы фильтров 8 и 12, вьделяющих спектральную составляющую с частотой вращения, соединены с сумматором-усреднителем 33, выход которого подключен к регистрирующему прибору 22. Выход ЗА блока 18 вычитания составляющих деформаций с частотой прокатывания шариков соединен с блоком 35 определения знака разности, выход которого подключен к блоку 36 индикации знака направления силы, протарированному при нагружении подшипника осевыми силами известного направления.При работе измеряют раздельно сиг. -налы с тензорезисторов 1 и 2, которыепоступают соответственно на выходыусилителей 6 и 10, затем из каждогосигнала, получаемого на выходе каждого усилителя, выделяют с помощьюФильтров 8 и 9 спектральные составляющие с частотой враще;.ия вала подшипника и по величине амплитуды однойиз спектральных составляющих, например выделяемой фильтром 8, соединенным с тензорезистором 1, которуюсравнивают с помощью регистрирующегоприбора 22 с тарировочной величиной,определяют величину вращающейся радиальной силы Р , Для увеличения точности определения силы Гсуммируютпри помощи сумматора-усреднителя 33спектральные составляющие с частотойвращения вала, выделенные Фильтрами8 и 9. Величину полученной суммы также сравнивают в регистрирующем приборе 22 с аналогичной составляющей, полученной при тарировке подшипника известной вращающей радиальной силой,определяют величину последней,Из сигналов, получаемых на выходекаждого усилителя 6 и 10, выделяютс помощью Фильтров 9 и 13 соответственно спектральные составляющиес частотой прокатывания тел каче -ния через динамомерический учас-,ток кольца и определяют с помощью1278802 2,блока 18 вычитания, подключенного квыходам 16 и 17 фильтров 9 и 13 анализаторов 7 и 11. По величине полученной разности 5 спектральных составляющих, которую сравнивают в регистрирующем приборе 20 с аналогичной разностью, получен - ной при тарировке подшипника известной осевой силой, определяют вели чину действующей на подшипник осевой силы Р, . По ,знаку полученной разности спектральных составляющих, определяемому с помощью блока 35 знака разности, подключенного к выходу 34 блока 18 вычитания и блока 36 индикации знака, который протарирован при нагружении подшипника осевыми силами извес тного направления, устанавливают направление действия осевой силы Р. Полученное.на выходе сумматора 29 значение эквивалентной динамической 25 нагрузки умножают с помощью умножителя 30 на коэффициент долговечности "/3и на выходе умножителя получают значение динамической грузоподъемности, которую сравнивают с заданным Зб. значением динамической грузоподъемности для данного подшипника с помо - щью блока 31 сравнения. 4Б случае превышения полученной таким образом динамической грузоподъемностью подшипника ее заданного значения производят с помощью сигнализатора 32 остановку машины. Предлагаемый способ позволяет определить степень нагруженности высокоскоростных подшипниковых узлов в процессе испытаний машичы. Формула изобретения Способ определения нагрузок наподшипник качения, заключающийся втом, что измеряют амплитуды составляющих спектра деформации невращающегося кольца подшипника при действии осевой и радиальной нагрузок,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, измерениепроизводят в точках, расположенныхв зоне торцев кольца, и на частотахвращения второго кольца и частотахперекатывания шариков по невращающемуся кольцу, по сумме амплитуд составляющих с частотой вращения второго кольца определяют величину вращающейся радиальной силы, а величинуи знак осевой силы определяют по величине и знаку разности амплитуд составляющих с частотой перекатыванияшариков по невращающемуся кольцу подшипника,1278802 4 0 О 0,1 оставитель И.Бараноехред М,Ходанич ктор С,Шекма акаэ 6835 4 Тираж 778 ВНИИПИ.Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Рдписное едприятие, г.ужгоро Проектна оизводственно-полиграфическ едактор О.Юрковецкая комитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5