RU1820272C - Стенд дл испытаний подшипников в вакууме - Google Patents

Abstract

Использованием испытательной технике дл  испытани  различных подшипников качени  и исследовани  их рабочих характеристик . Сущность изобретени : стенд дл  испытаний подшипников в вакууме содержит вакуумную камеру, шпиндель, установленный на опорных подшипниках, электропривод с герметичной передачей вращени  на шпиндель, два испытуемых подшипника, размещенных в корпусе с промежутками между ними, нагрузочное устройство в виде  кор  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 посто нные магниты в сепараторе , состо щем из двух полуколец. Подко- вообразный магнит выполнен из нескольких магнитов и расположен между двум  магнитопроводными пластинами. Дл  герметизации шпиндел  установлено магнитожидкостное уплотнение. Опорные подшипники шпиндел  размещены в атмосферной части перед мэгнитожидкостным уплотнением. Испытуемые подшипники установлены на шпиндель через съемную втулку. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике и может найти применение 8 машиностроении дл  испытани  различных подшипников качени  и исследовани  их ресурсных и фрикционных характеристик подшипников в зависимости от условий эксплуатации и величины магнитного пол .

Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей стенда, упрощение конструкции и повышение надежности его в работе,

На фиг.1 изображен предлагаемый стенд; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - электрическа  схема замещени  прохождени  магнитного потока.

В корпус 1. наход щийс  в вакуумной камере 2, установлены два магнитопроводных кольца 3 и 4, концентрично охватывающие испытуемые подшипники 5 и 6, а в промежутке между кольцами 3 и 4 размещены посто м ные магниты 7 в сепараторе 8. На внешней поверхности корпуса 1 размещен нагревательный элемент 9. Наружное кольцо испытуемого подшипнике, который установлен на шпиндель 10 через съемную втулку 11, через магнитопроводное кольцо v запорную шайбу 12 посредством поводка 13 св зано с неподвижным тензодатчиком 14. Нагрузочное устройство состоит из  кор  15, установленного на корпус 1, и подковообразного магнита, выполненного в виде

00

ю о к

Ч

1ч

набора из нескольких магнитов 16 и расположенных между двум  мэгнитопроводны- ми пластинами 17, 18. Верхн   пластина 17 выполнена составной и разделена на части проставками 19. Фигурна  втулка 20 закреплена на стенке 21 вакуумной камеры. Герметизаци  вакуумной камеры осуществл етс  магнитожидкостным уплотнением (МЖУ), установленным во втулке 20. МЖУ состоит из кольцевого посто нного магнита 22 и двух полюсных приставок 23, 24 на рабочих поверхност х которых выполнены кольцевые зубцы. Магнитный поток, возбуждаемый посто нным магнитом, удерживает магнитную жидкость 25 в рабочих зазорах между неподвижными полюсными приставками 23, 24 и шпинделем 10, обеспечива  тем самым герметизацию. Опорные подшипники 26 шпиндел  размещены в атмосферной части перед магнитожидкостным уплотнением. Шпиндель 10 жестко св зан о электроприводом 27, на съемной втулке 11 между подшипниками качени  5, 6 установлена измерительна  катушка 28.

Работа стенда осуществл етс  следующим образом.

Дл  создани  силы, способной удерживать магнитожидкостный смазочный материал в зоне трени , необходимо организовать магнитную цепь таким образом , чтобы магнитный поток прошел через зону трени . Дл  этого необходимо установить посто нные магниты в немагнитный сепаратор и произвести замер магнитного потока, проход щий через подшипники качени . На съемную втулку 11 между подшипниками 5 и 6 наматываетс  измерительна  катушка 28, и подсоедин етс  к милливе- берметру. Дл  того чтобы прибор зафиксировал магнитный поток, необходимо быстрым Движением удалить посто нный магнит из цепи. Демонтируем корпус 1 и выдерживаем два полукольца сепаратора 8 с посто нными магнитами 7. В этот момент в измерительной катушке 28 наводитс  ЭДС, котора  пропорциональна скорости изменени  потокосцеплени 

w-,

где 1/ь- магнитное потокосцепление;

В - средн   индукци  в сечении, охваченном катушкой;

t- врем ;

S - площадь сечени  измерительной катушки;

у-число витков измерительной катушки .

Дальнейша  задача обработки этого напр жени   вл етс  его интегрирование. Регистраци  потока сцеплени  и его интегрирование осуществл ютс  прибором

- веберметром. При изменении количества магнитов в сепараторе происходит ступенчата  регулировка магнитного потока, проход щего через подшипники качени .

Устанавливаем требуемую радиальную

нагрузку на подшипник, использу  шунтирующие проставки 19, которые позвол ют измен ть направление прохождени  магнитного потока Ф. Данные действи , в свою очередь, привод т к уменьшению силы прижати   кор  к магниту, а следовательно, к уменьшению нагрузки на узлы трени .

Рассмотрим электрическую схему замещени  (фиг.2), где Ri.R2.R3 - сопротивлени  рабочего зазора между  корем и полюсными пластинами магнита;

R4.R5 - сопротивлени , возникающие при прохождении магнитного потока Ф через шунтирующие проставки 19.

Сопротивлени  Ri.R2.R3  вл ютс  по- сто нными, т.к. зазор между  корем и магнитом остаетс  неизменным. При достаточно большом сопротивлении и RS магнитный поток не проходит через них. а

полностью проходит через сопротивлени  Ri, R2, Ra. При уменьшении сопротивлени  R4 и Rs часть магнитного потока проходит через них. Так, измен   величину R4 и RS, можно измен ть нагрузку на подшипники

качени . Изменение величины R4 и RS достигаетс  тем, что используетс  набор шунтирующих проставок, у которых разный объем - магнитопровод щего металла.

Электроприводом 27 приводим во вращение шпиндель 10 со съемной втулкой 11, на которую установлены испытуемые подшипники 5,6. Посто нный магнит 7, магни- топроводное кольцо 3, наружное кольцо испытуемого подшипника 5, тела качени ,

внутреннее кольцо подшипника, съемна  втулка 11, внутреннее кольцо испытуемого подшипника 6, тела качени , наружное кольцо подшипника и магнитопроводное кольцо 4 образуют замкнутую магнитную

цепь. При введении магнитного материала в испытуемые подшипники он равномерно распредел етс  и удерживаетс  в рабочей зоне, т.к. под действием неоднородного магнитного пол  магнитный смазочный материал перемещаетс  и удерживаетс  там, где его градиент имеет максимальное значение . Момент трени , возникающий в испытуемом подшипнике, передаетс  через магнитопроводное кольцо и запорную шай

бу 12 посредством поводка 13 на неподвижный тензодатчик. Герметичность ввода в камеру обеспечиваетс  мэгнитожидкостным

уплотнением.

Эффективность предлагаемого стенда в сравнении с прототипом заключаетс  в следующем .

Созданы услови  дл  испытани  магни- тожидкостных смазочных материалов в под- шипниках качени  при помощи соответствующей организации магнитного

пол  в зоне трени .

По вилась возможность исследовать вли ние магнитного пол  на процесс трени . При использовании сепаратора, состо щего из двух полуколец, облегчилс  процесс измерени  магнитного потока, проход щего через зону трени .

Предлагаемое загрузочное устройство позвол ет регулировать нагрузку на испыту- емые подшипники. Применение магнито- жидкостного уплотнени  позволило вынести из герметичной камеры технологические подшипники, уменьшить габариты узла и обеспечить посто нство скорости при высоких нагрузках на испытуемые подшипники качени .

Claims (2)

1. Перечисленные выше достоинства предлагаемого устройства позвол ют расширить его эксплуатационные возможности. Формула изобретени  1. Стенд дл  испытаний подшипников в вакууме, содержащий вакуумную камеру, установленный на опорных подшипниках шпиндель, корпус дл  размещени  с зазо-

   0

   .5

   0 25

   35

   30

   ром по отношению друг к другу двух испытуемых подшипников, а также электропривод с герметичной передачей вращени  на шпиндель, нагрузочное устройство в виде  кор  и- подковообразного магнита, нагревательный элемент и измерители фрикцион- ных характеристик и температуры, отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей стенда, он снабжен установленными в корпусе и концентрично охватывающими испытуемые подшипники двум  магнитопроводными кольцами шириной, равной ширине подшипников , и расположенными между упом нутыми магнитопроводными кольцами в сепараторе посто нными магнитами из двух полуколец, а также охватывающими подковообразный магнит двум  магнитопроводными пластинами, при этом подковообразный магнит выполнен составным из магнитов чередующейс  пол рности, а маг- нитопроводна  пластина со стороны вакуумной камеры выполнена составной с раздел ющими ее части проставками.
2. 2. Стенд по п.1, о тли чающийс  тем. что, с целью повышени  надежности в работе и упрощени  конструкции, он снабжен дл  герметизации шпиндел  магнито- жидк остным уплотнением, опорные подшипники шпиндел  размещены в атмосферной части стенда перед магнитожидко- стным уплотнением, .при этом шпиндель снабжен съемной втулкой дл  установки на ней испытуемых подшипников.

   27

   77 S

   /vчууд |чУу и

   7 Т л $У #

   Фиг.$

   Bl/fA

   Фиё.2