RU1812472C - Способ измерени толщины смазочного сло между цилиндрической обоймой и телами качени и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : тела качени  размещают равномерно по окружности и раскручивают с посто нной частотой вращени . С помощью бесконтактных датчиков из- мер ют электрические сигналы, пропорциональные радиальным перемещени м каждого тела качени  относительно обоймы, при отсутствии и при наличии смазки .Регистрируют осредненные величины сигналов в обоих случа х и по разности этих сигналов определ ют толщину смазочного сло . 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении при экспериментальных исследовани х гидродинамики смазки и в контакте тел качени  с дорожкой качени  на внутренней поверхности цилиндрической обоймы, преимущественно при исследовани х условий смазывани  муфт свободного хода и подшипников качени .

Цель изобретени  - повышение точности определени  толщины смазочного сло  между телами качени  и внутренней поверхностью наружной обоймы.

Указанна  цель достигаетс  тем, что на внутренней поверхности наружной обоймы равномерно по окружности размещают несколько тел качени , устанавливают посто нные частоту вращени  и скорость движени  тел качени , с помощью бесконтактных датчиков измер ют электрические сигналы, пропорциональные радиальным перемещени м каждого тела качени  относительно обоймы, регистрируют осреднен- ную величину сигнала, соответствующую

радиальному положению теп качени  при отсутствии смазки между ними и поверхностью обоймы, после чего подают смазку ре- гистрируютт определенную величину сигнала, соответствующую радиальному положению тел качени  при наличии смазки на контактных поверхност х и по разности этих сигналов определ ют толщину смазочного сло .

Способ осуществл етс  с помощью устройства , которое содержит соосно расположенные вал и обойму.закрепленный на валу сепаратор, тела качени , размещенные в сепараторе и взаимодействующие с дорожкой качени  на внутренней поверхности обоймы , закрепленные в сепараторе бесконтактные датчики линейных перемещений тел качени  и соединенные через токосъемник с блоком питани  и регистрирующей аппаратурой . Сепаратор выполнен в виде кольца с U-образной в сечении проточкой на наружной цилиндрической поверхности и равномерно расположенными по окружности радиальными пазами в стенках этой проточ00

ю

Јь VJ

го

ки. При этом тела качени  выполнены с соосными полуос ми, которые размещены в радиальных пазах и имеют длину несколько превышающую глубину пазов, что исключает касание торцовых поверхностей тел каче- ни  о боковые стенки проточки. Число закрепленных в сепараторе датчиков соответствует количеству тел качени .

Датчики закреплены в сепараторе по дну проточки, напротив соответствующего тела качени  с малым зазором и соединены с регистрирующей аппаратурой через электронный блок обработки сигналов.

На фиг.1 показано устройство дл  опр делени  толи|ины смазочного сло  между цилиндрической обоймой и телами качени , совершающими планетарное движение; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит установленные соосно на опорах качени  полый вал 1 с обоймой 2, закрепленный на валу сепаратор 3, выполненный в виде кольца с U-образной проточкой 4 на наружной цилиндрической поверхности и радиальными пазами 5 в стенках проточки.- тела качени  6, выпол- ненные например в виде роликов с соосны- ми полуос ми 7 и 8 на торцах, размещенными в пазах 5, глубина которых меньше длины полуосей, благодар  чему обеспечены зазоры между торцами роликов и стенками проточки

В соответствии с числом тел качени  в сепараторе 3 закреплены индуктивные датчик 9 линейных напр жений, обеспечивающие измерение радиального зазора между роликами и торцом датчика. Датчик 9 через полый вал 1 и установленный на этом валу токосъемник соединены с блоком питани  и электронный блок обработки сигналов с регистрирующей аппаратурой.

Сопр жение роликов с сепаратором посредством полуосей 7 и 8, размещенных в радиальных пазах 5, позвол ет уменьшить до минимума силы трени  скольжени /возникающие при вращении роликов относи- тельно собственных осей. В результате этого обеспечиваетс  возможность высокоскоростного качени  роликов по .внутренней поверхности обоймы при отсутствии жидкой смазки на дорожке качени , что не- обходимо дл  получени  исходного осред- ненного сигнала от комплекта датчиков 9 в процессе сухой обкатки устройства. При этом не исключаетс  возможность локальной смазки полуосей 7 и 8 консистентной или твердой графической смазкой.

При реализации предлагаемого способа в проточке сепаратора 3 равномерно по окружности размещаюттела качени  6, привод т во вращение вал 1 и обойму 2 и таким

образом при различных частотах вращени  вала и обоймы обеспечивает планетарное движение тел качени  и их высокоскоростное качение по внутренней поверхности обоймы. Путем варьировани  частотами вращени  вала и обоймы обеспечивают требуемые скорости качени  роликов и величины нормальных нагрузок в контакте.

С помощью датчиков 9 и блока обработки сигналов регистрируют осредненную ве- личину сигнала, соответствующего радиальному положению тел качени  при отсутствии смазки на поверхност х каче- ни .после этого подают смазку, регистрируют величину осредненного сигнала, соответствующего радиальному положению тел качени  при наличии смазки на дорожке качени , и по разности этих сигналов определ ю толщину смазочного сло  в контакте тела качени  с обоймой.Таким образом особенностью данного способа  вл етс  то, что при определении толщины смазочного сло  в контакте измер ют не непосредственно, зазоры межу взаимодействующими поверхност ми , а радиальные зазоры между телами качени  и датчиками, закрепленными около каждого тела качени . При этом датчики установлены на таком рассто нии or тел качени , при котором обеспечиваетс  их максимальна  чувствительность и линейность характеристики преобразовани  в предполагаемом диапазоне радиальных перемещений тел качени  относительно датчиков .

При получении исходного (базового) сигнала без смазки в контакте в блоке обработки сигналов фиксируютс  величины сигналов , характеризующих амплитуду радиальных перемещений тел качени  за каждый оборот вала относительно обоймы, обусловленных радиальным биением сепаратора относительно дорожки качени  на внутренней поверхности обоймы. В качестве базового сигнала принимают среднюю величину сигналов, зафиксированных за несколько относительных поворотов вала и обоймы. При измерени х в услови х смазываемого контакта фиксируют среднюю за несколько оборотов величину переменного сигнала и определ ют разность между полученной величиной и величиной базового сигнала. По разности этих сигналов и суд т о толщине смазочного сло .

Дл  температурной компенсации р дом с измерительными датчиками могут быть размещены компенсирующие датчики. При этом они должны быть удалены от тел качет ни  настолько, чтобы перемещени  тел качени  не вызывали изменени  индуктивности. Така  возможность обеспечиваетс  при установке компенсирующих датчиков по дну проточки и промежутках между измерительными датчиками.

Преимуществом способа в сравнении с прототипом  вл етс  достижение возмож- ности высокоточного определени  толщины смазочного сло  в контакте качени  при планетарном движении тел качени  по внутренней дорожке качени  обоймы, что обеспечивает потребности экспериментальных исследований гидродинамики смазки муфт свободного хода и подшипников качени . Высока  точность измерений обусловлена использованием большого числа датчиков и тел качени , исключением вли ни  биений вала с сепаратором относительно обоймы, первоначальным получением базового ос- редненного сигнала при сухой обкатке тел качени  (при нулевой толщине смазочного сло ), возможностью осреднени  сигналов датчиков за любое число относительных оборотов вала обоймы.

Способ и устройство позвол ют существенно расширить технические возможности обеспечени  экспериментальных исследо- ваний в области гидродинамики смазки механизмов . В случае совмещени  предлагаемого устройства с устройством дл  определени  коэффициента трени  качени  достигаетс  возможность о одновре- менного измерени  толщины смазочного сло  и коэффициента трени  качени , что необходимо дл  исследований зависимости сопротивлени  качению от толщины гидродинамической масл ной пленки в услови х высокоскоростного качени .

Изобретение наиболее целесообразно использовать в машиностроении при исследовани х факторов, вли ющих на работоспособность муфт свободного хода и подшипников качени .

Ф о рмул а изо б ре те н и  

1. Способ измерени  толщины смазочного сло  между цилиндрической обоймой и телами качени , совершающими плане- тарное движение, путем измерени  электрических сигналов, пропорциональных рассто нию между контактными поверхност ми , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  толщины

смазочного сло  между телами качени  и внутренней поверхностью наружной обоймы , на этой поверхности равномерно по окружности размещают несколько тел качени , устанавливают посто нные частоту вращени  и скорость движени  тел качени , с помощью бесконтактных датчиков измер ют электрические сигналы, пропорциональные радиальным перемещени м каждого тела качени  относительно обоймы , регистрируют осредненную величину сигнала, соответствующую радиальному положению тел качени  при отсутствии смазки между ними и поверхностью обоймы, после чего подают смазку, регистрируют осредненную величину сигнала, соответствующую радиальному положению тел качени  при наличии смазки на контактных поверхност х , и по разности этих сигналов определ ют толщину смаз.очного сло .

2. Устройство дл  измерени  толщины смазочного сло  между цилиндрической обоймой и телами качени , совершающими планетарное движение, включающее соос- но расположенные вал, сепаратор, цилиндрическую обойму, бесконтактные датчики линейных перемещений, соединенные через токосъемник с блоком питани  и регистрирующей аппаратурой, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  точности определени  толщины смазочного сло  между телами качени  и внутренней поверхностью наружной обоймы, оно снабжено электронным блоком обработки сигналов,, сепаратор закреплен на валу, выполнен в виде кольца с U-образной в сечении проточкой на наружной цилиндрической поверхности с равномерно расположенными по окружности радиальными пазами в стенках этой проточки, установленные в проточке с возможностью взаимодействи  с обоймой тела качени  с соосными полуос ми, размещенными в радиальных пазах, глубина которых меньше длины полуосей, при этом датчики закреплены в сепараторе по дну проточки напротив соответствующего тела качени  с малым зазором и соединены с регистрирующей аппаратурой через электронный блок обработки сигналов.

Фиг. г