CS269446B1

CS269446B1 - Apparatus for testing bearings in a magnetic field

Info

Publication number: CS269446B1
Application number: CS886918A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Rathusky
Original assignee: Rathousky Jiri
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS691888A1

Abstract

Zařízení sestává z hřídel· pro lo žiska připojeného k náhonovému mechanizmu a z pouzder pro boční a střední lo žiska se zátšžným pouzdrem spojeným se zátšžnýq segmentem přiléhajícím k zatěžovacímu ustrojí. Mezi bočními objímkami a prstenci na obou okrajích zařízení Jsou uloženy solenoidy k vyvíjení magnetického toku procházejícího ložisky. Zařízení je určeno ke zkoušení ložisek sloužících pro uložení v elektromotorech a v Jiných elektrických strojích točivých.The device consists of a shaft for the bearing connected to the drive mechanism and of sleeves for the side and middle bearings with a load sleeve connected to a load segment adjacent to the loading device. Solenoids are placed between the side sleeves and rings on both edges of the device to develop a magnetic flux passing through the bearings. The device is intended for testing bearings used for mounting in electric motors and other rotating electrical machines.

Description

Vynález se týká zařízení ke zkoušení ložisek v magnetickém poli. Slouží k ověřování trvanlivosti a spolehlivosti zvláště valivých ložisek a vyhodnocování dynamické únosností při různých frekvencích otáčení, zatížení a mazání.The invention relates to a device for testing bearings in a magnetic field. It is used to verify the durability and reliability of rolling bearings in particular and to evaluate dynamic load capacity at various rotation frequencies, loads and lubrication.

Dosavadní stroje ke zkouěení ložisek umožňují prostřednictvím záměnného zařízení ke zkoušení ložisek, jehož hřídel je připojen k pohonnému mechanismu a pouzdro k zatěžovacímu ústrojí, zkoušet více rozdílných typů a velikostí ložisek. Na hřídeli Jsou svými vnitřními kroužky uložena ložiska, jejichž vnější kroužky Jsou umístěny v pouzdrech. V těchto zařízeních je možné zkoušet životnost a trvanlivost ložisek, avšak neumožňují Zkoušky ložisek používaných pro uložení v elektrických točivých strojích. V čs, autorském osvědčení č. 266844 je nevýhoda dosavadních zkušebních zařízení ve značné míře odstraněna. K používaným a osvědčeným částem je připojeno k oběma krajním pouzdrům na straně přivrácené ke střednímu pouzdru vinutí, ve kterém průchodem elektrického proudu vzniká magnetický tok, který prochází zkoušenými ložisky. Provedení tohoto zařízení umožňuje provádění zkoušek ložisek sloužících k uložení v elektrických strojích točivých, avšak konfigurace ložisek Je rozdílná vzhledem k stávajícímu zkušebnímu zařízení, což neumožňuje srovnání se stávajícími výsledky zkoušek a přímé uložení feromagnetických pouzder ve feromagnetickém tšlese zkušebního stroje spůsobuje uzavření magnetického toku tělesem zkušebního stroje, vekkterém je zařízení ke zkoušení ložisek v magnetickém poli vloženo, čímž dochází ke značnému omezení magnetického toku ložiskem a obtížnému řízení jeho velikosti.Existing bearing testing machines allow testing of several different types and sizes of bearings by means of an interchangeable bearing testing device, the shaft of which is connected to the drive mechanism and the housing to the loading device. Bearings are mounted on the shaft with their inner rings, the outer rings of which are placed in housings. In these devices, it is possible to test the service life and durability of bearings, but they do not allow testing of bearings used for mounting in electrical rotating machines. In the Czechoslovak Patent No. 266844, the disadvantage of the existing testing devices is largely eliminated. A winding is connected to the used and proven parts on the side facing the middle housing, in which the passage of an electric current creates a magnetic flux that passes through the tested bearings. The design of this device allows for testing of bearings used for storage in rotating electrical machines, however, the configuration of the bearings is different compared to the existing test equipment, which does not allow comparison with the existing test results, and the direct storage of ferromagnetic bushings in the ferromagnetic cavity of the test machine causes the magnetic flux to be closed by the body of the test machine, in which the device for testing bearings in a magnetic field is inserted, which results in a significant limitation of the magnetic flux through the bearing and difficulty in controlling its size.

Tyto nevýhody odstraňuje dostatečně zařízení ke zkoušení ložisek podle vynálezu. Pozůstává z hřídele pro uložení vnitřních kroužků čtyř ložisek oddělených vyměšovacími kroužky a spojeného spojkou s náhonovým mechanismem a dále ze dvou opěrných pouzder přiléhajících vnitřními plochami k bočním ložiskům a uloženým ve frémě zařízení, které dále sestává ze zátěžného pouzdra, ve kterém Jsou uloženy s omezením axiálního posuvu dvě středili ložiska a sátěžné pouzdro Je spojeno se zátěžným segmentem uspořádaným výklopně a osově nehybně ve frémě a přiléhá k satěžovacímu ústrojí. Podstata vynálezu je v ton, že uvnitř zátěžného pouzdra jsou umístěny dvě střední objímky pro uložení skoušených středních ložisek, přiléhajících ke stěnám zátěžnéno pousdra. Uvnitř obou úložných pouzder jsou umístěny boční objímky a prstence, mezi kterými Je uložen alespoň jeden solenoid. Mezi prstencem a okrajovým kroužkem hřídele je ponechána vzduchová mezera, přičemž ve středních objímkách, popřípadě v bočních objímkách, je alespoň na jednom čele vyhlouben nejméně Jeden kanál pro mazivo a ve středních objímkách jsou na Jednom čele vytvořeny radiální nákružky. Dalším znakem zařízení Je to, že ve vnitřní ploše opěrného pouzdra je vytvořena radiální drážka spojená s přívody maziva a že alespoň k Jednomu prstenci přiléhá kluzák, axiálně vedený v otvoru opěrného pouzdra a ve vyhloubení tohoto kluzáku je vložena pružina, přičemž zátěžné pouzdro, úložná pouzdra, spojka a vymezovací kroužky jsou zhotoveny z diamagnetlckého materiálu, kdežto boční objímky, střední objímky, prstence a okrajový kroužek Jsou zhotoveny z parsmagnetického s výhodou feromagnetického materiálu.These disadvantages are sufficiently eliminated by the device for testing bearings according to the invention. It consists of a shaft for accommodating the inner rings of four bearings separated by spacer rings and connected by a coupling to the drive mechanism and further of two support sleeves adjacent with their inner surfaces to the side bearings and mounted in the frame of the device, which further consists of a load sleeve in which two center bearings are mounted with axial displacement limitation and a load sleeve is connected to a load segment arranged tiltably and axially immobile in the frame and is adjacent to the load device. The essence of the invention is that inside the load sleeve there are two middle sleeves for accommodating the tested center bearings, adjacent to the walls of the load sleeve. Inside both bearing sleeves there are side sleeves and rings, between which at least one solenoid is mounted. An air gap is left between the ring and the edge ring of the shaft, and in the middle sleeves, or in the side sleeves, at least one channel for lubricant is hollowed out on at least one face, and in the middle sleeves, radial collars are formed on one face. Another feature of the device is that a radial groove is formed in the inner surface of the support sleeve connected to the lubricant inlets and that a slider adjoins at least one ring, axially guided in the opening of the support sleeve, and a spring is inserted in the recess of this slider, while the load sleeve, the bearing sleeves, the coupling and the limiting rings are made of a diamagnetic material, while the side sleeves, the middle sleeves, the rings and the edge ring are made of a paramagnetic, preferably ferromagnetic material.

Výměnou upínacích částí ve stávajících zkušebních strojích je umožněno zařízením podle vynálezu ověřování vlivu magnetického pole na provozní vlastnosti zkoušených valivých ložisek. Výsledky zkoušek se uplatní zejména při zvyšování trvanlivosti uložení u elektromotorů a jiných elektrických točivých strojů. Přitom se projeví značné úspory nákladů na vývoj a výrobu speciálního zkušebního zařízení. Další úspory vznikají tím, že je zachována shodná konfigurace zařízení ae zařízením ke zkoušení trvanlivosti ložisek, takže je nožno použít stávajících výsledků zkoušky vůči vlastnostem ložisek zkoušených v magnetickém poli. Je zjednodušena demontáž tím, že není třeba vyjímat a odpojovat solenoidy.By replacing the clamping parts in existing testing machines, the device according to the invention enables verification of the influence of a magnetic field on the operating properties of the tested rolling bearings. The test results will be used in particular in increasing the durability of the bearings in electric motors and other electric rotating machines. This will result in significant cost savings on the development and production of a special test device. Further savings arise from the fact that the configuration of the device and the device for testing the durability of bearings is maintained, so that it is possible to use the existing test results for the properties of the bearings tested in a magnetic field. Disassembly is simplified by the fact that there is no need to remove and disconnect the solenoids.

Zařízení podle vynálezu Je znázorněno na připojeném výkrese, představujícím nárysný průřez celým uspořádáním.The device according to the invention is shown in the attached drawing, which represents a cross-sectional view of the entire arrangement.

Na hřídeli I Jsou uloženy vnitřní kroužky čtyř ložisek 2«· Tato ložieka Je Jeou uspořádána jako dva páry, přičemž oba páry jsou odděleny středovým kroužkem £4, který mezi zkoušenými ložisky la udržuje konstantní vzdálenost. Vkaždém páru Jsou ložieka 2» ^{od sebe} The inner rings of four bearings 2« are mounted on the shaft I. These bearings are arranged in two pairs, the two pairs being separated by a central ring £4, which maintains a constant distance between the bearings under test la. In each pair the bearings are 2» ^apart .

CS 269 446 Bl oddělena vymezovncími kroužky 20. Hřídel 2 je spojen spojkou 5 s nezakresleným náhonovým mechanismem. Ve frémě 21^ jsou uložena dvě opěrná pouzdra 2, přiléhající vnitřními plochami 7 k bcu'nim lo,’.Inkům Jn. V r.át;č?.ném pouzdřn J jnou uloienn n omezením axiálního posuvu dvě střední ložiska la a zátřžná pouzdro 3 je spojeno se zátěžným segmentem 4, uspořádaným výklopně a osově nehybně ve frémě 2± a přiléhajícím k nezakreslenému zatěžovacímu ústrojí. Uvnitř zátěžného pouzdra 3 jsou umístěny dvě střední objímky 10 pro zkoušená střední ložiska 2», která přiléhají ke stěnám 3a zátěžného pouzdra 3. V obou úložných pouzdrech 3b jsou umístěny jednak boční objímky 9, Jednak prstence 22, mezi kterými je uložen v popisovaném provedení jeden solenoid 6. Mezi prstencem 22 na Jedné straně zařízení a okrajovým kroužkem 2J je ponechána vzduchová mezera 23a. Na konci hřídele 1 je upevněna vložka J.9. Ve středních objímkách 22 Jsou na čelech vyhloubeny kanály 16 pro mazivo. Dále Jsou na čelech těchto středních objímek W vytvořeny radiální nákružky 25· Ve vnitřní ploěe J opěrného pouzdra 2 Je vytvořena radiální drážka 22 spojená s přívody maziva. K oběma prstencům 22 přiléhá z vnějších stran kluzák 22 vedený axiálně v otvoru 1J opěrného pouzdra 2. Ve vyhloubení kluzáku 22 Je vložena pružina 22 přiléhající svým jedním koncem k závěrnému Šroubu 1_2e. Zátěžné pouzdro 3, úložná pouzdra 3b, spojka 5 a vymezovací kroužky 20 jsou zhotoveny z diamagnetického materiálu. Boční objímky 9, střední objímky 22» prstence 22 a okrajový kroužek 23 Jsou zhotoveny z paramagnetického, nejvýhodněJi z feromagnetického materiálu.CS 269 446 Bl separated by limit rings 20. The shaft 2 is connected by a coupling 5 to an undrawn drive mechanism. In the frame 21^ two support sleeves 2 are placed, adjacent with their inner surfaces 7 to the bearing housings Jn. In the bearing housing J jnou uloienn n limiting the axial displacement two middle bearings la and the load sleeve 3 is connected to the load segment 4, arranged tiltably and axially immobile in the frame 2± and adjacent to the undrawn load device. Inside the load housing 3, two middle sleeves 10 are placed for the tested middle bearings 2», which abut against the walls 3a of the load housing 3. In both bearing housings 3b, there are placed on the one hand side sleeves 9, on the other hand rings 22, between which in the described embodiment one solenoid 6 is placed. An air gap 23a is left between the ring 22 on one side of the device and the edge ring 2J. An insert J.9 is fixed at the end of the shaft 1. In the middle sleeves 22, channels 16 for lubricant are hollowed out on the faces. Furthermore, radial collars 25 are formed on the faces of these middle sleeves W. In the inner surface J of the support housing 2, a radial groove 22 is formed connected to the lubricant inlets. A slider 22, guided axially in the opening 1J of the support sleeve 2, adjoins the two rings 22 from the outer sides. A spring 22 is inserted in the recess of the slider 22, adjoined by one end to the locking screw 1_2e. The load sleeve 3, the bearing sleeves 3b, the coupling 5 and the limiting rings 20 are made of a diamagnetic material. The side sleeves 9, the middle sleeves 22» the rings 22 and the edge ring 23 are made of a paramagnetic, most preferably ferromagnetic material.

Při provozu zařízení ke zkoušení ložisek v magnetickém poli podle vynálezu rotuje hřídel 1 spojený spojkou 5 z diamagnetického materiálu s náhonovým vřeteníkem nezakresleného zkušebního stroje a na zátěžné pouzdro 3 působí prostřednictvím segmentu 4 zátěžné ústrojí zkušebního stroje. Zatížení se přenáší hřídelem 2» takže všechna čtyři zkoušená ložiska la jsou zatížena stejnou silou. Vinutí solenoidu 6 je napájeno elektrickým proudem, jehož velikost určuje velikost magnetického toku. Magnetické pole se uzavírá přes zkoušená ložiska la, upnutá vnitřními kroužky na hřídeli 2 a uložená vnějšími kroužky v bočních objímkách 9 a středních objímkách 22· Umístěním bočních objímek 9 a středních objímek 10 v opěrných pouzdrech 2 a zátěžném pouzdru 3, zhotovených z diamagn etického materiálu, je zamezeno nežádoucímu vedení siločar magnetického pole feromagnetickým materiálem frémy zkušebního stroje, v jejímž úložném prostoru je zařízení ke zkoušení ložisek podle vynálezu zabudováno a taktéž feromagnetickým materiálem Jeho zatězovacího ustrojí.During operation of the device for testing bearings in a magnetic field according to the invention, the shaft 1 connected by a coupling 5 made of diamagnetic material to the drive headstock of the unillustrated testing machine rotates, and the load housing 3 is acted upon by the load device of the testing machine via the segment 4. The load is transmitted by the shaft 2» so that all four tested bearings 1a are loaded with the same force. The winding of the solenoid 6 is supplied with an electric current, the magnitude of which determines the magnitude of the magnetic flux. The magnetic field is closed through the tested bearings 1a, clamped by inner rings on the shaft 2 and supported by outer rings in the side sleeves 9 and the middle sleeves 22. By placing the side sleeves 9 and the middle sleeves 10 in the support sleeves 2 and the load sleeve 3, made of diamagnetic material, the undesirable conduction of the magnetic field lines through the ferromagnetic material of the frame of the testing machine, in the storage space of which the bearing testing device according to the invention is built in, and also through the ferromagnetic material of its loading device, is prevented.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

·. A device for locating bearings in a magnetic field, not consisting of a shaft for accommodating the inner rings of four bearings separated by retaining rings and connected by a coupling to a drive mechanism, further consisting of two support sleeves with inner surfaces adjacent to the side bearings and mounted in the frame of the device, which consists of a load sleeve in which two middle bearings are mounted with limited axial displacement, this load sleeve being connected to a load segment arranged pivotably and axially immobile in the frame and adjacent to the loading device, characterized in that inside the load sleeve (3) there are two middle sleeves (10) for accommodating the tested middle bearings (1a) adjacent to the walls (3a) of the load sleeve (3) and inside both bearing sleeves (3b) there are side sleeves (9) and rings (22), to which a slider (11) axially guided in a hole (13) of the support sleeve (2) adjoins and between which at least one solenoid (6) is inserted, whereby an air gap (23a) is left between the ring (22) and the edge ring (23) of the shaft (1).

2. Device according to item 1, characterized in that in the central sleeves (10), or in the side sleeves (9), at least one channel (16) for lubricant is hollowed out on at least one face and in the central sleeves (10) radial collars (15) are formed on one face.

3. The device according to item 1, characterized in that the support sleeve (2) has a radial groove (17) formed in the inner surface (7) connected to the lubricant inlets (18).

4. The device according to item 1, characterized in that a spring (12) is inserted in the recess of the slider (II).

5. Device according to items 1 and 2, characterized in that the load sleeve (3), the bearing sleeves (3b), the coupling (5) and the limiting rings (20) are made of a diamagnetic material, while the side sleeves (9), the middle sleeves (10), the rings (22) and the edge ring (23) are made of a paramagnetic ferromagnetic material.