Стенд для испытаний подшипников в вакууме

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ц 5. 601 М 13 ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСА К АВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТ межутками между ними, нагрузочное устройство в виде якоря и подковообразного магнита, магнитный узел, охватывающий испытуемые подшипники, нагревательный элемент, измерители фрикционных характеристик и температуры. В корпусе установлены два магнитопроводных кольца, концентрично охватывающие испытуемые подшипники с шириной, равной ширине подшипников. В промежутке между ними размещены постоянные магниты в сепараторе, состоящем из двух полуколец. Подковообразный магнит выполнен из нескольких магнитов и расположен между двумя магнитопроводными пластинами, Для герметизации шпинделя установлено магнитожидкостное уплотнение. Опорные подшипники шпинделя размещены в атмосферной части перед магнитожидкостным уплотнением, Испытуемые подшипники установлены на шпиндель через съемную втулку. 1 з.п. ф-лы, Э ил. ение относ и может н внии для ис ов качения и фрикцион в в зависим величины Изобре ной технике машиностро подшипник ресурсных подшипник плуатации и ится к испытатель- айти применение в пытания различных и исследования их ных характеристик ости от условий эксмагнитного поля. В корпус 1, находящийся в вакуумной камере 2, установлены два магнитопровод- О ных кольца 3 и 4, концентрично охватываю-, Я щие испытуемые подшипники 5 и 6, а в ьпромежутке между кольцами 3 и 4 размещены постоянные магниты 7 в сепараторе 8. На внешней поверхности корпуса 1 размещен нагревательный элемент 9, Наружное кольцо испытуемого подшипника, который уста- в новлен на шпиндель 10 через съемную втулку 11, через магнитопроводное кольцо и запорную шайбу 12 посредством поводка 13 связано с неподвижным тензодатчиком 34, Нагрузочное устройство состоит из якоря 15,установленного на корпус 1, и подковообразного магнита, выполненного в виде Цель изобретени плуатационных возм щение конструкц надежности его в раб На Фиг.1 изобр стенд; на фиг,2 - вид электрическая схема ния магнитного поторасширение экстей стенда, упрои повышение жносииоте,эжен предлагаА на фиг.1; на фзамещения прах емый иг.З - ожде(21) 4942748/27(56) Машины и стенды для испытания деталей/Под ред. Д.Н.Решетова. -М.: Машиностроение, 1979, рис, 7.24, с.299.(54) СТЕНДДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПОДШИПНИКОВ В ВАКУУМЕ(57) Использование:в испытательной технике для испытания различных подшипниковкачения и исследования их рабочих характеристик. Сущность изобретения: стенд дляиспытаний подшипников в вакууме содержит вакуумную камеру, шпиндель, установленный на опорных подшипниках,электропривод с герметичной передачейвращения на шпиндель, два испытуемыхподшипника; размещенных в корпусе с про 1820272 А 1набора из нескольких магнитов 16 и расположенных между двумя магнитопроводными пластинами 17, 18, Верхняя пластина 17 выполнена составной и разделена на части проставками 19, Фигурная втулка 20 закреплена на стенке 21 вакуумной камеры, Герметизация вакуумной камеры осуществляется магнитожидкостным уплотнением (МЖУ), установленным во втулке 20, МЖУ состоит из кольцевого постоянного магнита 22 и двух полюсных приставок 23, 24 на рабочих поверхностях которых выполнены кольцевые зубцы. Магнитный поток, возбуждаемый постоянным магнитом, удерживает магнитную жидкость 25 в рабочих зазорах между неподвижными полюсными приставками 23, 24 и шпинделем 10, обеспечивая тем самым герметизацию, Опорные подшипники 26 шпинделя размещены в атмосферной части перед магнитожидкостным уплотнением, Шпиндель 10 жестко связан о электроприводом 27, на съемной втулке 11 между подшипниками качения 5, 6 установлена измерительная катушка 28.Работа стенда осуществляется следующим образом.Для создания силы, способной удерживать магнитожидкостный смазочный материал в зоне трения, необходимо организовать магнитную цепь таким образом, чтобы магнитный поток прошел через зону трения. Для этого необходимо установить постоянные магниты в немагнитный сепаратор и произвести замер магнитного потока, проходящий через подшипники качения. На съемную втулку 11 между подшипниками 5 и 6 наматывается измерительная катушка 28, и подсоединяется к милливеберметру. Для того чтобы прибор зафиксировал магнитный поток, необходимо быстрым Движением удалить постоянный магнит из цепи. Демонтируем корпус 1 и выдерживаем два полукольца сепаратора 8 с постоянными магнитами 7. В этот момент в измерительной катушке 28 наводится ЭДС, которая пропорциональна скорости изменения потокосцепления где ф- магнитное потокосцепление;В - средняя индукция в сечении, охваченном катушкой;с- время;3 - площадь сечения измерительной ка. тушки;со- число витков измерительной катушки, 55 териал перемещается и удерживается там, где его градиент имеет максимальное значение. Момент трения, возникающий в испытуемом подшипнике, передается через магнитопроводное кольцо и запорную шайДальнейшая задача обработки этого напряжения является его интегрирование. Регистрация потока сцепления и егоинтегрирование осуществляются прибором5 - веберметром, При изменении количествамагнитов в сепараторе происходит ступенчатая регулировка магнитного потока, проходящего через подшипники качения.Устанавливаем требуемую радиальную10 нагрузку на подшипник, используя шунтирующие проставки 19,.которые позволяютизменять направление прохождения магнитного потока Ф, Данные действия, в своюочередь, приводят к уменьшению силы при 15 жатия якоря к магниту, а следовательно, куменьшению нагрузки на узлы трения,Рассмотрим электрическую схему замещения (фиг.2),где В 1,В 2,йз - сопротивления рабочего заэо 20 ра между якорем и полюсными пластинамимагнита;В 4,В 5 - сопротивления, возникающиепри прохождении магнитного потока Ф через шунтирующие проставки 19,Сопротивления Я 1,Я 2,йз являются постоянными, т.к, зазор между якорем и магнитом остается неизменным, Придостаточно большом сопротивлении В 4 и В 5магнитный поток не проходит через них. а30 полностью проходит через сопротивленияВ 1, йь йз. При уменьшении сопротивленияйд и Вб часть магнитного потока проходитчерез них. Так, изменяя величину й 4 и Вв,можно изменять нагрузку на подшипники35 качения. Изменение величины В 4 и В 5 достигается тем, что используется набор шунтирующих проставок, у которых разный объем. магнитопроводящего металла,Электроприводом 27 приводим во вра 40 щение шпиндель 10 со сьемной втулкой .11,на которую установлены испытуемые под. шипники 5,6. Постоянный магнит 7, магнитопроводное кольцо 3, наружное кольцоиспытуемого подшипника 5, тела качения,45 внутреннее кольцо подшипника, съемнаявтулка 11, внутреннее кольцо испытуемогоподшипника 6, тела качения, наружноекольцо подшипника и магнитопроводноекольцо 4 образуют замкнутую магнитную50 цепь. При введении магнитного материалав испытуемые подшипники он равномернораспределяется и удерживается в рабочейзоне, т.к, под действием неоднородногомагнитного поля магнитный смазочный ма1820272 Фиг.7 бу 12 посредством поводка 13 на неподвижный тензодатчик. Герметичность ввода в камеру обеспечивается магнитожидкостным уплотнением.Эффективность предлагаемого стенда в сравнении с прототипом заключается в следующем.Созданы условия для испытания магнитожидкостных смазочных материалов в подшипниках качения при помощи соответствующей органиэации магнитного поля в зоне трения.Появилась воэможность исследовать влияние магнитного поля на процесс трения. При использовании сепаратора, состоящего из двух полуколец, облегчился процесс измерения магнитного потока, проходящего через зону трения,Предлагаемое загрузочное устройство позволяет регулировать нагрузку на испытуемые подшипники, Применение магнитожидкостного уплотнения позволило вынести из герметичной камеры технологические подшипники, уменьшить габариты узла и обеспечить постоянство скорости при высоких нагрузках на испытуемые подшипники качения.Перечисленные выше достоинства предлагаемого устройства позволяют расширить его эксплуатационные воэможности.Формула изобретения 1. Стенд для испытаний подшипников в вакууме, содержащий вакуумную камеру, установленный на опорных подшипниках шпиндель, корпус для размещения с зазоВ ром по отношению друг к другу двух испытуемых подшипников, а также электропривод с герметичной передачей .вращения на шпиндель, нагрузочное устройство в виде 5 якоря и подковообразного магнита, нагре-,вательный элемент и измерители фрикционных характеристик и температуры, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных воэможностей стенда, 10 он снабжен установленными в корпусе иконцентрично охватывающими испытуемые подшипники двумя магнитопроводными кольцами шириной, равной ширине подшипников, и расположенными между упо мянутыми магнитопроводными кольцами всепараторе постоянными магнитами из двух полуколец, а также охватывающими подковообразный магнит двумя магнитопроводными пластинами, при этом подково образный магнит выполнен составным измагнитов чередующейся полярности, а магнитопроводная пластина со стороны вакуумной камеры выполнена составной с разделяющими ее части проставками.25 2. Стенд по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности в работе и упрощения конструкции, он снабжен для герметизации шпинДеля магнитожидкостным уплотнением, опорные 30 подшипники шпинделя размещены в атмосферной части стенда перед магнитожидкостным уплотнением, при этом шпиндель снабжен сьемной втулкой для установки на ней испытуемых подшипников.351820272 СоставительВ. Его Техред М.Моргентал Редактор ше орректор венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 из Заказ 2025ВНИИПИ ударствен 113ираж Подписноео коМитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС , Москва, Ж.35, Раушская наб., 4/5