Способ определения осевой нагрузки на радиально-упорный шарикоподшипник

Способ определения осевой нагрузки на радиально-упорный шарикоподшипник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

> г. с.- >.> -.>. -, САН ИЕ

ОПИ

<>679828

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.12.76 (21) 2435649. 18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15,08.79. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания 01.10.79 (51) М. Кл G 01 Е 5/12

//G 01 M 13/04

Государственный комитет

СССР (53) УДК 531.781. (088,8) ио делам изобретений и открытий (72) Автор ивобретения

П. С. Коряковцев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ

НА РАДИАЛЬНО-УПОРНЪ|Й ШАРИКОПОДШИПНИК

> з — Р, tg3э) — F, tg8

20 где Z

30

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для определения осевой нагрузки на подшипник ротора газотурбинного двигателя.

Известны способы определения осевой нагрузки, действующей на подшипник качения, по деформациям деталей подшипника, измеряемым с помощью тензорезисторов и электронной аппаратуры (1).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ, в котором осевую нагрузку, действующую на подшипник, определяют по изгибным деформациям кольца подшипника, изм"-,яемым с помощью тензорезисторов, причем определение нагрузки этим способом может производиться как по статической, так и по динамической составляющей j2).

Недостатком указанного способа является то, что для обеспечения приемлемой точности требуется проведение трудоемкой и дорогостоящей операции по тарировке измерительной схемы на специальной установке, имитирующей не только нагрузку, но и условия работы двигателя, соответствующие различным частотам вращения ротора.

Целью данного изобретения является снижение трудоемкости определения осевой нагрузки на радиально-упорном подшипнике.

Указанная цель достигается тем, что по предложенному способу определения осевой нагрузки по величине измерения изгпбных динамических деформаций, наружного кольб ца, подшипника, созданных рабочими и эталонными шариками, выполняют в наружном кольце в плоскости симметрии подшипника, проходящей через центры шариков, прорезь, расположенную в месте изме10 рения деформации, используют эталонные шарики двух масс с диаметрами меньше диаметра рабочего шарика, фиксируют изменение деформации при работающем подшипнике и находят осевую силу по формуле:

15 общее количество шариков в подшипнике; количество эталонных шариков; размах деформации кольца от воздействия соответственно рабочего и эталонных шариков:

679828

FI, F9, F3 — центробежные силы шариков;

Р! рг, рз углы контакта шариков с дорожкой качения на наружном кольце, На фиг. 1 показан радиально-упорный подшипник, снабженный тарировочными шариками; на фиг. 2 — тензограмма; на фиг. 3 — схема расположения рабочих н эталонных шариков в желобе наружного кольца при работе подшипника.

Сущность предлагаемого способа определения осевой нагрузки заключается в том, что по предварительно замеренным или вычисленным массам (весам), расстоянию от оси подшипника до центров шариков и углам контакта рабочего и тарировочных шариков с дорожкой качения наружного кольца определяют при помощи тензограммы (на которой должна быть отметка времени ) осевую нагрузку на подшипник по аналитической зависимости, вывод которой приведен ниже.

Осевая нагрузка на подшипник равна:

F„= (у — 2,).А,, где А — осевая нагрузка на один рабочий шарик.

А — — А — Ап„ где А — усилие на .перемычку в осевом направлении от рабочего шарика, обусловленное совместным действием нагрузки на подшипник и

eI,o собственной центробежной силы;

А,„— осевое усилие на перемычку от рабочего шарика, обусловленное его собственной центробежной силой, А,„= — F, tg3„

1 где F! — центробежная сила рабочего шарика, PI — угол контакта рабочего шарика с дорожкой качения.

A=h f, где f — цена одного мм размаха h, по тензограмме, кГ(мм; с А Азц

Ь вЂ” Ь, где А „, А„, — осевые усилия,на перемычку от центробежных сил от эталонных шариков;

1 1

Агц — — 2 Fz 1Я 1г Азы — 2 з Я I < где F и F3 — центробежные силы эталонных шариков; рз и Pz — углы контакта эталонных шариков с дорожкой качения.

i F., Мг — F,.tgI1., 2 h — h.

I0 1 1 tg Рг зМРз 1 р

2 h,— h., 2

Осевая нагрузка на подшипник равна:

15 Z — Z, h, F,— — !F tg) — F р)— г з

-- .tg

Центробежные силы шариков определяются по формуле:

F =f11.С0 г, 25 где т — масса шарика, определяемая взвешиванием:

r — расстояние от оси подшипника до центра шарика, !IpH?IcBTO! к дорожке качения; ж — угловая скорость вращения сепаратора подшипника.

2 "г N (3 7

zi где Л вЂ” количество шариков, прокатившихся мимо тензорезистора за промежуток времени t, с.

40 A и t определяют по тензограмме и отметкам времени.

Пример осуществления способа представляет собой радиально-упорный подшипник, в сепараторе которого установлены шарики

45 (, 2, 8, 4 с диаметрами меньшими, чем у рабочего шарика 5. В,наружном кольце б в плоскости центров шариков сделаны ослаблеыные перемычки 7 при помощи прорези 8, на поверхностях 9 которых установлены тензорезисторы 10, с которых снимается тензограмма, представленная на фиг. 2.

Предлагаемый способ наиболее эффективен при чисто осевой нагрузке на подшипник или в случае, когда радиальная нагрузка (например от веса ротора) на подшипник незначительна по сравнению с осевой, что имеет место, например, на газотурбинных двигателях.

60 Исключение трудоемкой специальной тарировки подшипника с измерительной аппаратурой при сохранении точности определения осевой нагрузки обеспечивает достижение поло?кительного эффекта при исполь65 зованпи данного способа.

679828

F 1a >;) F1 1К 1- 1 где

1О

» 1>»2>

F1 ° F2

11> 12>

"z

Формула изобретения

Способ определения осевой нагрузки на радиально-упорный шарикоподшипик по величине измеренных изгибных динамических деформаций наружного кольца подшипника, созданных рабочими и эталонными шариками, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости определения нагрузки, выполняют в наружном кольце в плоскости симметрии подшипника, проходящей через центры шариков, прорезь, расположенную в месте измерения деформаций, используют эталонные шарики двух масс с диаметрами меньше диаметра рабочего шарика, фиксируют изменение деформаций при работающем подшипнике и находят осевую силу по формуле:

z — z, a, F — „ „(F, tgc12— з

Z — общее количество шариков в подшипнике, Z, — количество эталонных шариков, Й2 — размах деформации кольца от воздействия соответственно рабочего и эталонных шариков.

Р2 — центробежные силы шариков, — углы контакта шариков с дорожкой качения на наружном кольце.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Техническая справка 1" 3936, ЦИАМ им. И. И. Баранова, М., 1958, с. 1 — 24.

25 2. Авторское свидетельство СССР № 216346, кл. G 01 1 5/12, 1967 (прототип).

Ô4 2. 2

Составитель Г. Максягин

Техред А. Камышникова Корректор И. Симкина

Редактор А. Петрашень

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>

Заказ 857/1075 Изд. № 540 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5