Устройство для контроля аварийного износа подшипникового узла

(51) 5 ОПИС 6 цно-исследо данской ави 8.8)льство СССР13/04, 1987. вала подшипникоо радиальном перечисто осевом педшипниыть са исходном состояниивого узла, при чисмещении вала и приремещении вала.Устройство дляного износа подшипжит подшипники каченые на валу 3 в кового узла с распорвижный элемент б,ный на торце валаобращенный своей ковои испол подши и экс Це. шение време ных ирий- содерановленипнико 5, подплен" контроля ава никового узла ния 1 и 2, уст рпусе 4 подш ной втулкой жестко закре 3, соосный е коницеской ч повыт одно- иальов,устжения о в му аст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕХЪОГ(71) Государственный нвательский институт грции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АВАРИ .НОГО ИЗНОСА ПОДИИПНИКОВОГО УЗЛА (57) Изобретение ртносится к подшипниковой промышленности и может быть использовано для контроля износа подшипников в процессе их испытаний и эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет одновременного учета изменения радиальных и осевых зазоров подшипников. В процессе эксплуатации или испыта- ний подшипников 1 и 2 из-за износа контактных поверхностей их деталей происходит увеличение внутренних заИзобретение относится к по промышленности и может б ьзовано для контроля изн пников в процессе их исп плуатации. лью изобретения является точности контроля за сц нного уцета изменения ра осевых зазоров подшипни На фиг.1 представлена схем ства; на фиг.2-4 - располо товых пуцков соответственн2 зоров подшипников - радиальных и осевых. В результате возникают соответствующие смещения вала 3 как в радиальном, так и в осевом направлениях. Общее изменение суммарной ве- личины светового потока, падающего на приемник излучения 7, будет равно суммарной величине светового пото- ка, которая зависит от изменения диаметров участков 18 и 19 кольцевого канала, вызванных радиальным и осевым смещением подвижного элемента 6. Усиленный и преобразованный электри" ческий сигнал с приемника излучения l с помощью блока электронной обра-, ботки сигнала 13 поступает на регисгрирующее устройство 14 и на компара" тор 15. При достижении предельно допустимого (аварийного) износа подшипников величина электрического сигнала достигает заданной велицины опорюфс ного напряжения компаратора 15, что приводит к его индикации в блоке 16 и срабатыванию световой и звуко" вой сигнализации. 4 ил.30 в сторону приемника излучения 7, смонтированного в вершине конического отверстия корпуса 8, источники светового излучения 9 и 10, расположенные диаметрально противоположно5 в основании конического отверстия корпуса 8, диафрагмы 11 и 12, блок электронной обработки сигнала 13, регистрирующее устройство 1 ч, компаратор 15, блок индикации 16 и блок световой и звуковой сигнализации 17.: Источники излучения 9,10 и диафрагмы 11,12 Формируют параллельные световые пучки. Оптические оси источников излучения 9,10 параллельны образующей конической поверхности отверстия корпуса 8, расположены под углом друг к другу и пересекаются на оси вала 3 в точке, лежащей на рабочей чувствительной площадке приемника излучения 7. Источники излучения 9 и 10, диафрагмы 11 и 12, приемник излучения 7 установлены в корпусе 8 с возможностью регулирования их перемещения относительно друг друга.Устройство для контроля аварийного износа подшипникового узла работает следующим образом.1Первоначально производится тари. ровка измерительной системы.Для этого источники светового излучения 9 и 10 и соответствующие диафрагмы 11 и 12 располагают таким образом, чтобы их оптические оси излучения совпадали с осями участков 18 и 19 кольцевого канала, и диаметры световых пучков 20 и 21 от источников светового излучения были равны диаметрам соответствующих участков 18 и 19 кольцевого канала 22, образованного подвижным элементом 6 (конусом) и внутренней конической поверхностью ,отверстия корпуса 8. При таком рас,положении элементов световые потоки от источников светового излучения 9 и 10, пройдя через диафрагмы 11 и 12 по соответствующим участкам 18 и 19 кольцевого канала 22, попадают на рабочую чувствительную площадку приемника светового излучения 7. В результате этого световой поток на приемнике будет равен сумме световыхпотоков от источников излучения 9и 10. Следовательно, на чувствительной площадке приемника излучения 7будет сфокусирован максимальный световой поток. В процессе эксплуатации или испытаний контролируемого подшипникового узла, т.еподшипников 1 и 2, из-за износа контактных поверхностей их деталей происходит увеличение внутренних зазоров подшипников - радиальных и осевых. В результате этого наращивается точность вращения подшипников 1 и 2 и вала З,возникают соответствующие смещения вала 3 как в радиальном, так и в осевом направлении.При смещении вала 3 в радиальном направлении, например вверх, смещается в этом направлении и подвижный элемент (корпус) 6 например, на величину 1 . В результате этого учас- ток 18 кольцевого канала 22, образованный верхней поверхностью конуса 6 и соответствующим участком внутренней конической поверхности отверстия корпуса 8, уменьшится, так как канал будет перекрываться конусом б. Это, в свою очередь, приведет к уменьшению суммарного светового потока падающего на приемник излучения 7 и к соответствующему изменению его электрического сигнала, поступающего в блок электронной обработки сигнала 13. Несмотря на то, что участок 19 кольцевого канала 22, образованный нижней поверхностью конуса 6 и соответствующим участком конической поверхности отверстия корпуса 8, при смещении конуса б вверх, увеличится, однако увеличения свето" вого потока от источника излучения 10, падающего на приемник излучения 7, не произойдет. Это связано с тем, что диаметр светового пучка 21 от источника излучения 10 ограничен только диаметром отверстия диафрагмы 12 и увеличение диаметра участка 19 кольцевого канала 22 не влияет на величину светового потока, прохо-. дящего к приемнику излучения 7,При смещении вала 3 в осевом направлении, например вправо (в заведомо известном направлении воздействия осевой нагрузки), суммарный поток, поступающий на приемник излучения 7 от источников излучения 9 и 10, будет уменьшаться. Это вызвано тем, что диаметры участков 18 и 19 кольцевого канала 22 будут уменьшаться, так как происходит сме щение вправо конуса б в осевом нап" равлении. Следовательно, будут про 1698668порционально уменьшаться и величины световых потоков от источников излучения 9 и 10, в результате чего произойдет уменьшение суммарной вели 5 чины светового потока на приемнике излучения 7, следовательно, и умень= шение его электрического сигнала, поступающего в блок электронной обработки сигнала 13.10Учитывая, что при износе подшипников 1 и 2 происходит одновременное смещение вала 3 в радиальном и осевом направлениях, общее изменение суммарной величины светового потока, падающего на приемник излучения 7, будет равно суммарной величине светового потока, которая зависит от изменения диаметров участков 18 и 19 кольцевого канала 22, вызванных ради альным и осевым смещением подвижного элемента 6. 1При этом, чем больше износ подшипников, тем больше увеличение ра диальных и осевых зазоров, следовательно, больше смещение вала 3 и подвижного элемента Ьонуса) б в радиальном и осевом направлениях и меньше световой поток, падающий на приемник излучения 7. Усиленный и преобразованный электрический сигнал с приемника излучения 7 с помощью блока электронной обработки сигнала 13 поступает на регистрирующее устройство 11 и на компаратор 15. С помощью регистрирующего устройства 1 ч можно определять величину износа контролируемых подшипников в любой промежуток времени в процессе их эксплуата О ции или испытаний. В компараторе 15 веЛичина электрического сигнала, характеризующего величину текущего износа подшипников 1 и 2, сравнивается с ОпорнОЙ величиноЙ электрическо 45 го сигнала, например напряжением. Опорное напряжение, характеризующее допустимую предельную величину износа, может быть определено экспериментальным или расчетным путем для любых заданных промежутков времени эксплуатации, испытаний или величин наработок подшипников. При достижении предельно допустимого (аварийного) износа подшипников величина электрического сигнала достигает заданнои55 величины опорного напряжения компаратора 15, что приводит к его индикации в блоке индикации 16 и срабаты" ванию световой и звуковой сигнализации 17.В предложенном устройстве предусмотрена возможность регулировки чувствительности измерительной системы путем:взаимного перемещения источниковсветового излучения 9 и 10, диафрагм11 и 12, приемника излученияизменения размеров щелей диаФрагм11 и 12,изменения углов наклона образующих подвижного элемента 6 ивнутреннейповерхности отверстия крышки 8 относительно оси вала 3.По сравнению с известными техническими решениями предлагаемое изобретение позволяет повысить точностьконтроля износа подшипников качения,так как износ подшипников оценивается по изменению внутренних зазоровподшипников - радиальных и осевых.Устройство позволяет автоматизи-ровать процесс контроля износа подшипников и прогнозировать процессих технического состояния, что позволяет эксплуатировать подшипникипо техническому состоянию, предупредив выход их из строя. Это, в своюочередь, позволит повысить надежность изделий и безопасность полетоввоздушных судов.Формула и зоб ретен ияУстройство для контроля аварийного износа подшипникового узла, содержащее измерительную систему сдатчиком перемещения, состоящим изкорпуса с источником и приемникомсветового излучения и элементами длякрепления на торце подшипниковогоузла, а также поДвижный элемент, спосадочными поверхностями для крепления на торце вала подшипниковогоузла, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности контроля за счет одновременного учетаизменения радиальных и осевых зазоров подшипников, оно снабжено вто-.рым источником светового излучения,подвижный элемент выполнен в видеконуса, в крышке выполнено коничес"кое отверстие, охватывающее подвижный элемент с зазором, источники светового излучения расположены диаметрально противоположно в основанииконическоГО отверстия крышки, а приемник светового излучения смонтирован в вершине конического отверстиякрышки.. 1698668 Риг Составитель И. Барановаменская Техред А. Кравчук Корректор А. Обруча Реда кто Тираж одписно ри ГКНТ СССР етен ск Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород) ул.Гагарина, 101 Заказ 4386ВНИИПИ Государстве11 ного комитета по из035) Москва) Ж) и открытиям аб., д. 1/5