Способ контроля параметров газодинамических подшипниковых узлов

ССаз СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТИЧЕСНИХРЕС 11 УБЛИН 4 С 01 М 1 АВТОР 5784/31-2705.8612,87, Бюл. Р 47насский политехним. Антанаса СнечкВоболис и К.М.562.012.7(088.8орское свидетельс3, кл. С 04 М 13(53) .65 (56) Ав У 10657 чески с Ра во ССС 4, 198 ОВ ГАЗЛОВ к облас ь испол) Изобретен боростроени е относитс может бы п з роля качества изг овано для ко ления и сборк шипниковых уз тения являетс газ оди намив (ПУ), Целрасширение ск ю Дун ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВЫХ нальных возможностей путем определения интегральной характеристики сухо" го трения. Способ основан на определении момента трогания ротора по параметрам сигнала от создаваемых ПУ крутильньгх колебаний вокруг осц вращения ротора, В процессе измереция ПУ одновременно с крутильнымц создают продольные колебания по оси вращения ротора для каждого подшипника раздельно с различной частотой, некратной частоте крутильцых колебаний и с ускорением, близким к ускорению свободного падения. Формируют второй сигнал крутильных колебаний, сравнчвают его по Фазе с сигналом первона- а чальных измерений и по полученному разностному сигналу находят искомый параметр. 3 илИзобретение относится к приборостроению и может быть использованодля контроля качества изготовленияи сборки газодинамических подшипниковых узлов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейпутем определения интегральной характеристики сухого трения. 10На фиг.1 представлена функциональная схема, реализующая предлагаемыйспособ; на фиг,2 - зависимости дейст.вующих моментов во времени, где М, -момент силы сухого трения, когда продальные колебания отсутствуют, М -когда действуют продольные колебания,М - возбуждаемый момент крутильныхколебаний, когда продольные колебанияотсутствуют, М - когда действуют продольные колебания, на фиг,3 - временные диаграммы соответствующих сигналов, где У(М,) - сигнал от моментаМ, П, (М) - сигнал от момента М,У - разностный сигнал в виде прямоугольных импульсов от сигналов Б (М )и Б(М), Б- демодулированный сигнал 13,Функциональная схема содержит основание 1, торсионный вал 2, одним 80концом скрепленный с основанием 1планшайбу 3, выполненную на второмконце вала 2, а также исследуемыйподшипниковый узел 4, ротор 5 которого установлен на газодинамическихподшипниках 6 и 7.Кроме того, схема содержит датчик8 и вибратор 9 крутильных колебанийвала 2, усилитель 10, через когорыйдатчик 8 и вибратор 9 соединены положительной обратной связью, формирователь 11, подключенный на одном извыходов усилителя 10, измерительныйблок 12, соединенный с выходом формирователя 11 и другим выходом усилителя 10, а также блок 13 для созданияпродольных колебаний основания 1.Способ реализуется следующим образом.Исследуемый подшипниковый узел 4закрепляют на планшайбе 3 со стороныодного, например 6, газодинамического подшипника.При помощи датчиков 8 и 9, соединенных положительной обратной связьючерез усилитель 10, создают крутильные колебания системе торсионныйвал 2 - планшайба 3 - узел 4 на соб-ственной частоте. Одно вр еме н но при помощи блока 13основанию 1, на котором стоит указанная колебательная система, создают продольные колебания по оси вращения ротора 5 с различной частотой,некратной частоте крутильных колебаний, и с ускорением, близким к ускорению свободного падения,Из-за наличия контакта между поверхностями подшипника 6 в нем действует момент силы сухого трения относительно оси вращения ротора. Поддействием продольных колебаний пооси вращения ротора 5 с ускорением,близким к ускорению свободного падения, этот момент в подшипнике 6 становится переменным, так как при движении узла 4, например, вверх наподшипник 6 действует сила тяжестиротора 5 и инерционная сила от действующих продольных колебаний, апри движении Вниз действие этих силв зависимости от величины ускоренияпродольных колебаний, уменьшается.При достижении возбуждаемого момента крутильных колебаний М величины момента силы сухого трения Мротор 5 проскальзывает относительнокорпуса 4 (момент трогания ротора),так как они являются противоположныхзнаков.В связи с. этим резко изменяется амплитуда крутильных колебаний, которая при уменьшении момента М также уменьшается, и когда величина возбуждаемого момента М становится меньшей момента М ротор 5 начинает двигаться вместе с корпусом 4. Аналогичным образом происходит движение ротора и в другом полупериоде крутильных колебаний.Здесь ротор 5 определенное время также проскальзывает относительно корпуса.Так как частота продольных колебаний отличается от частоты крутильных колебаний и не является кратной этой частоте, интервалы времени проскальзывания ротора 5 в указанных полупериодах не являются одинаковыми и ротор в каждом периоде крутильных коле- баний займет другое угловое положение, в котором повторится аналогичное его движение,.При помощи формирователя 11 формируют синусоидальный сигнал (он соответствовал бы сигналу крутильных колебаний, когда продольные колебанияотсутствуют), который сравнивают цоФазе с сигналом суммарных колебанийпри помощи измерительного блока 12.Разностцьй сигнал этих двух сигналов получают в виде прямоугольных импульсов,Так как в каждом угловом положениив зависимости от конфигурации поверхностей подшипника 6 изменяется величина момента силы сухого трения (величина момента трогания ротора), тосформированные прямоугольные импульсыявляются модулированными по ширине.Далее эти импульсы демодулируютпри помощи блока 12 и полученный таким образом сигнал является пропорциональным действующей силе сухоготрения.Так как интервалы времени ги т -не являются одинаковымии отсутствуют изменения момента силысухого трения в зависимости от углового положения ротора 5, то полученные прямоугольные импульсы также являются модулированными по ширине,Однако этот закон модуляции можетбыть заранее известен и в дальнейшемучтен.Аналогичным образом повторяют операции, закрепляя узел 4 со стороныподшипника 7.Таким образом, созданием одновременно с крутильными колебаниями продольных колебаний по оси вращения ротора с соответствующими параметраья,формированием сигналов соответствующих колебаний и сравниванием их пофазе создается возможность определения интегральной характеристики сухого трения, проявляющегося в газодина,мических подшипниках. П р и м е р. Исследуют малогаба-,ритньй двигатель с газодинамическимиподшипниками. Частота создаваемыхкрутильных колебаний составляет138 Гц. Частота продольных колебаний составляет 80 Гц, амплитуда 30 мкм.В качестве датчика и вибратора 5крутильцых колебаний используют отдельные обмотки шагового двигателяШДЛфК.Для получения момента трогания ротора весом 15 кг необходимо довестиамплитуду сигнала крутильных колебаний до 6,7 В.Полученньй искомьй сигнал анализируют при помощи анализатора спектратипа "Брюль и Къер".Установлено, что в спектре этогосигнала существуют составляющие вдиапазоне 20-70 Гц,Применение предлагаемого способапозволяет расширить Функциональные 20 воэможности контроля опор за счетполучения интегральной характеристикисухого трения, проявляющегося в газодинамических подшипниках.25 формула изобретенияСпособ контроля параметров газо-.динамических подшипниковых узлов,заключающийся в том, что создают выЗ 0 нужденные крутильные колебания подшипцикового узла вокруг оси вращения,ротора и измеряют момент троганияротора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функцио нзльных Воэможностеи путем определе -ния интегральной характеристики сухого трения, подшипниковому узлу одновременно с крутильными создают продольные колебания по оси вращения 4 О ротора для каждого подшипника раздельно с различной частотой, некратной частоте крутильных колебаний и сускорением свободного падения, формируют второй сигнал крутильных ко лебаний; сравнивают его по фазе ссигналом первоначальных измерений ипо полученному разностному сигналунаходят искомый параметр.1361464 г. Составитель В, ПучинскийРедактор С, Пекарь Техред А.Кравчук Коррект Зрдейи Подписн ака и/5 ск оектная, 4 П одственно-полиграфическое предприятие, г. ужг 219/44 Тир ВНИИПИ Государственногпо делам изобретени 3035, Москва, Ж, Ра та СССытийаб., д