RU2659101C1 - Method for determining the friction moment in rotating bearings - Google Patents

Method for determining the friction moment in rotating bearings Download PDF

Info

Publication number
RU2659101C1
RU2659101C1 RU2017119582A RU2017119582A RU2659101C1 RU 2659101 C1 RU2659101 C1 RU 2659101C1 RU 2017119582 A RU2017119582 A RU 2017119582A RU 2017119582 A RU2017119582 A RU 2017119582A RU 2659101 C1 RU2659101 C1 RU 2659101C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
time
moment
friction
phase
bearing
Prior art date
Application number
RU2017119582A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Светлана Андреевна Тихомирова
Владимир Олегович Васильев
Надежда Владимировна Хрусталева
Лилия Евгеньевна Каткова
Лев Николаевич Шарыгин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority to RU2017119582A priority Critical patent/RU2659101C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2659101C1 publication Critical patent/RU2659101C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/04Bearings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, namely, to bearing industry, and can be used for receiving testing of rotating bearings. By method of determining frictional moment in rotating bearings, an analogue function of running-out is detected, two identical conjugate time intervals are selected on this function, the number of phase segments of the rotation angle passed over each time interval is counted. Required parameter is proportional to difference in the number of phase parts at the first and second time intervals.
EFFECT: technical result consists in reducing hardware costs and laboriousness of detecting the desired parameter.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно подшипниковой промышленности и предназначено для оценки качества подшипников по величине момента трения.The invention relates to mechanical engineering, namely the bearing industry, and is intended to assess the quality of bearings by the magnitude of the friction moment.

Качество подшипников в значительной степени определяет качество машин и механизмов. Оценку качества подшипников ведут путем проведения испытаний - исследовательских, сдаточных у изготовителя, приемных у потребителя.The quality of bearings largely determines the quality of machines and mechanisms. The quality assessment of bearings is carried out by conducting tests - research, acceptance tests from the manufacturer, customer receptions.

При испытаниях применяют специализированные машины трения (патент RU 2336917, опубл. 10.09.2009; патент RU 2369852, опубл. 10.10.2009). Задают определенные условия испытаний (патент RU 2504701, опубл. 20.01.2014). Для оценки качества подшипников измеряют различные параметры, например, протекающий через подшипник электрический ток (патент RU 2529644, опубл. 27.09.2014). Более информативны способы, использующие вибрационные эффекты (патент RU 2407999, опубл. 27.12.2010). Однако известные способы и их практическая реализация предполагают значительные аппаратурные затраты и трудоемкость выявления искомого параметра.In the tests, specialized friction machines are used (patent RU 2336917, publ. 10.09.2009; patent RU 2369852, publ. 10.10.2009). Define certain test conditions (patent RU 2504701, publ. 01.20.2014). To assess the quality of bearings, various parameters are measured, for example, an electric current flowing through a bearing (patent RU 2529644, publ. 09.27.2014). More informative are methods using vibrational effects (patent RU 2407999, publ. 12/27/2010). However, the known methods and their practical implementation involve significant hardware costs and the complexity of identifying the desired parameter.

В качестве прототипа принят способ обнаружения и автоматической идентификации повреждения подшипников качения по патенту RU 2470280 МПК G01M 13/04, опубл. 20.12.2012. В соответствии с этим способом вибрации работающего подшипника, измеренные в виде временной диаграммы аналогового сигнала преобразуют в цифровые данные. Далее выполняется фильтрация первичного преобразования с использованием двоичного вектора, который определяют в процессе следующих операций: на предварительно отфильтрованной временной диаграмме обработанного сигнала выбирают два соседних исходных векторных интервала, один из которых является опорным интервалом, и сигналы, присутствующие в контрольном и опорном интервалах, подвергают многократной фильтрации, в результате которой, после каждой фильтрации, вычисляют отношения правдоподобия ударных импульсов, определяемые как отношение среднеквадратических значений фильтрованного сигнала, присутствующего в контрольном интервале, к среднеквадратическим значениям фильтрованного сигнала, присутствующего в опорном интервале, сравнивают вычисленные отношения правдоподобия с предварительно установленной пороговой величиной и оценивают вероятность появления ударного импульса в первом контрольном интервале, информацию о появлении ударного импульса в исследуемом контрольном интервале записывают как исходные элементы двоичного вектора, и затем определяют все остальные элементы двоичного вектора для всех последующих контрольных и опорных интервалов, которые выбирают интерактивно, со смещением в конкретном направлении, и упомянутые элементы двоичного вектора принимают значение 1 в области появления ударного импульса и 0 в области, в которой ударный импульс не появляется.As a prototype, a method for detecting and automatically identifying damage to rolling bearings according to patent RU 2470280 IPC G01M 13/04, publ. 12/20/2012. In accordance with this method, the vibrations of a working bearing, measured in the form of a timing diagram of an analog signal, are converted into digital data. Next, the primary transformation is filtered using a binary vector, which is determined during the following operations: two adjacent source vector intervals, one of which is the reference interval, are selected on the previously filtered time diagram of the processed signal, and the signals present in the control and reference intervals are subjected to multiple filtering, as a result of which, after each filtering, the likelihood ratios of shock pulses are calculated, defined as The ratio of the rms values of the filtered signal present in the control interval to the rms values of the filtered signal present in the reference interval compares the calculated likelihood ratios with a preset threshold value and estimates the probability of occurrence of a shock pulse in the first control interval, information about the appearance of a shock pulse in the test interval are written as the source elements of the binary vector, and then all The binary vector elements for all subsequent control and reference intervals, which are selected interactively, with an offset in a specific direction, and the mentioned binary vector elements take a value of 1 in the region where the shock pulse appears and 0 in the region in which the shock pulse does not appear.

Рассматриваемому способу свойственны те же недостатки, что и аналогам. Кроме того наличие ударных явлений в подшипниках является их частным свойством. Любые дефекты проявляются в виде момента сопротивления вращению, т.е. момента трения. Момент трения в подшипнике является интегральным параметром его качества.The method under consideration has the same disadvantages as its analogues. In addition, the presence of shock phenomena in bearings is their private property. Any defects appear as a moment of resistance to rotation, i.e. friction moment. The moment of friction in the bearing is an integral parameter of its quality.

Технических результатом предлагаемого изобретения является снижение аппаратурных затрат и трудоемкости выявления искомого параметра.The technical result of the invention is to reduce hardware costs and the complexity of identifying the desired parameter.

Решаются задачи:The tasks are solved:

1. Разработка высокопроизводительного способа определения момента трения в подшипниках, дающего интегральную характеристику качества и предполагающего низкие аппаратурные затраты на его реализацию.1. Development of a high-performance method for determining the moment of friction in bearings, which gives an integral characteristic of quality and assumes low hardware costs for its implementation.

2. Разработка примера реализации предлагаемого способа определения момента трения в подшипниках качения.2. Development of an example implementation of the proposed method for determining the moment of friction in rolling bearings.

3. Обоснование принимаемых технических решений.3. The rationale for technical decisions.

Указанный результат достигается тем, что в соответствии с предлагаемым способом определения момента трения в подшипниках качения, при котором выявляют временную диаграмму аналогового сигнала работающего подшипника, преобразуют ее в цифровые данные, при этом временную диаграмму получают в виде функций выбега, выбирают на временной диаграмме два одинаковых сопряженных временных интервала, подсчитывают количество пройденных фазовых частей угла поворота на каждом временном интервале и определяют момент трения в подшипнике по формулеThis result is achieved by the fact that in accordance with the proposed method for determining the moment of friction in rolling bearings, in which the time diagram of the analog signal of the working bearing is detected, it is converted into digital data, while the time diagram is obtained in the form of stick out functions, two identical ones are selected on the time diagram conjugate time intervals, count the number of passed phase parts of the angle of rotation at each time interval and determine the moment of friction in the bearing according to the formula

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где J - момент инерции вращающихся частей;where J is the moment of inertia of the rotating parts;

Δt - временной интервал;Δt is the time interval;

ϕш - фазовая часть;ϕ W - phase part;

n1, n2 - количество фазовых частей соответственно в первом и втором временных интервалах.n 1 , n 2 - the number of phase parts, respectively, in the first and second time intervals.

Сущность предлагаемого способа определения момента трения заключается в следующем.The essence of the proposed method for determining the moment of friction is as follows.

Для заданных условий эксперимента (радиальная и основная нагрузка, температура, внешние электрические, магнитные и радиационные поля и т.п.) обеспечивают вращение одного кольца подшипника относительно другого.For given experimental conditions (radial and main load, temperature, external electric, magnetic and radiation fields, etc.), rotation of one bearing ring relative to another is provided.

Рассмотрим свободное вращение, начиная с некоторого значения частоты вращения

Figure 00000002
. Этот процесс отражается функцией выбегаConsider free rotation starting from a certain speed
Figure 00000002
. This process is reflected by the coast function.

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- мгновенное значение частоты вращения.Where
Figure 00000004
- instantaneous speed value.

Функция выбега (1) нелинейна, но поскольку вязкое трение в подшипнике мало по отношению к постоянному (Кулоновому) трению, то на ограниченном участке 1-2 (см. фиг. 1) эту функцию можно аппроксимировать отрезком прямой. Тогда момент трения Мтр в подшипнике определитсяThe stick-out function (1) is non-linear, but since the viscous friction in the bearing is small with respect to constant (Coulomb) friction, then in a limited area of 1-2 (see Fig. 1) this function can be approximated by a straight line segment. Then the friction moment M Tr in the bearing is determined

Figure 00000005
Figure 00000005

где W12 - расход энергии на трение;where W 12 - energy consumption for friction;

ϕ12 - приращение фазы (угла поворота). Расход энергии на преодоление трения может быть найден через кинетическую энергиюϕ 12 is the increment of the phase (angle of rotation). Energy consumption for overcoming friction can be found through kinetic energy

Figure 00000006
Figure 00000006

где J - момент инерции вращающихся частей;where J is the moment of inertia of the rotating parts;

Figure 00000007
- мгновенное значение частоты вращения соответственно в моменты времени t1 и t2.
Figure 00000007
- the instantaneous value of the rotational speed, respectively, at time t 1 and t 2 .

Для нахождения мгновенных значений частот вращения

Figure 00000008
и
Figure 00000009
обратимся к дискретному методу. Заметим, что дискретный метод преобразования позволяет получить более высокую точность и надежность по сравнению с аналоговым методом. Для реализации дискретного метода разделим полный угол поворота (2π) на N равных фазовых частей (шагов) - ϕш To find the instantaneous speed values
Figure 00000008
and
Figure 00000009
turn to the discrete method. Note that the discrete conversion method allows to obtain higher accuracy and reliability compared to the analog method. To implement the discrete method, we divide the total angle of rotation (2π) into N equal phase parts (steps) - ϕ w

Figure 00000010
Figure 00000010

В окрестностях момента времени t1 выберем симметричный интервал Δt1 от момента времени t1H до момента времени t12. Аналогично для момента времени t2 - интервал Δt2 от момента t12 до t. Таким образом, границы интервалов Δt1 и Δt2 совмещены. Дополнительно примем условиеIn the vicinity of time t 1, we choose a symmetric interval Δt 1 from time t 1H to time t 12 . Similarly, for time t 2 - the interval Δt 2 from time t 12 to t 2K . Thus, the boundaries of the intervals Δt 1 and Δt 2 are combined. Additionally, we accept the condition

Figure 00000011
Figure 00000011

Поскольку угол поворота за время Δt равен количеству пройденных фазовых частей, то получимSince the rotation angle in time Δt is equal to the number of phase parts passed, we obtain

Figure 00000012
Figure 00000012

где n1, n2 - количество фазовых частей соответственно за время Δt1 и Δt2.where n 1 , n 2 - the number of phase parts, respectively, for the time Δt 1 and Δt 2 .

С учетом формул (3), (6) получимTaking into account formulas (3), (6), we obtain

Figure 00000013
Figure 00000013

Приращение фазы на временном участке t1-2=Δt с учетом линейной аппроксимации и условия (5) составитThe phase increment in the time interval t 1-2 = Δt taking into account the linear approximation and condition (5) will be

Figure 00000014
Figure 00000014

На основании формул (7), (8) формула (2) примет видBased on formulas (7), (8), formula (2) takes the form

Figure 00000015
Figure 00000015

Величина

Figure 00000016
является константой испытательной установки, реализующей предлагаемый способ определения момента трения в подшипниках.Value
Figure 00000016
is a constant test installation that implements the proposed method for determining the moment of friction in bearings.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа определения момента трения в подшипниках качения применительно к приемным испытаниям. В условиях массового производства изготовитель проводит полноразмерные испытания подшипников на выборке из партии. Для исключения попадания в ответственное изделие потребитель проверяет качество каждого подшипника по упрощенной методике проводя приемлемые испытания.Consider the implementation of the proposed method for determining the moment of friction in rolling bearings in relation to acceptance tests. In the context of mass production, the manufacturer conducts full-size tests of bearings on a sample from the batch. To avoid getting into a responsible product, the consumer checks the quality of each bearing according to a simplified method and conducts acceptable tests.

Устройство установки иллюстрируется чертежами:The installation device is illustrated by drawings:

фиг. 1 - расчетная схема;FIG. 1 - design scheme;

фиг. 2 - конструктивная схема электромеханической части;FIG. 2 - structural diagram of the electromechanical part;

фиг. 3 - вид А по фиг. 2;FIG. 3 is a view A of FIG. 2;

фиг. 4 - функциональная схема электронного блока.FIG. 4 is a functional diagram of an electronic unit.

Принятые обозначенияAccepted Designations

1. Корпус1. Case

2. Кронштейн подшипника2. Bearing bracket

3. Испытываемый подшипник3. Test Bearing

4. Электродвигатель4. Electric motor

5. Фрикционная муфта5. Friction clutch

6. Рычаг муфты6. clutch lever

7. Ось рычага7. Lever axis

8. Электромагнит8. Electromagnet

9. Пружина рычага9. Lever spring

10. Фрикционная накладка10. Friction pad

11. Втулка кронштейна11. Bracket sleeve

12. Винты втулки 1112. The screws of the sleeve 11

13. Центральная втулка13. Central hub

14. Диск датчика фазы14. Phase sensor disc

15. Зубцовая зона диска 1415. Tooth area of the disc 14

16. Винты диска 1416. Disc screws 14

17. Постоянный магнит17. Permanent magnet

18. Полюсные наконечники18. Pole lugs

19. Электрическая катушка19. Electric coil

20. Блок питания20. Power supply

21. Тумблер управления21. Control toggle switch

22. Переключатель режима (пакетный)22. Mode switch (batch)

23. Формирователь сигнала датчика фазы23. Phase sensor signal conditioner

24. Формирователь сигнала сброса24. Reset Signal Conditioner

25. Генератор опорной частоты25. Reference frequency generator

26. Конъюнктур цепи времени26. The conjuncture of the time chain

27. Счетчик цепи времени27. Time counter

28. Дешифратор цепи времени28. Time chain decoder

29. RS-триггер цепи времени29. RS-trigger time chain

30. Реверсивный счетчик30. Reversible counter

31. Дешифратор реверсивного счетчика31. Reversible counter decoder

32. Индикатор32. Indicator

33. RS-триггер временного интервала Δt1 33. RS-trigger time interval Δt 1

34. Дизъюнктор триггера 3334. Trigger Disjunctor 33

35. RS-триггер временного интервала Δt2 35. RS-trigger time interval Δt 2

36. Дизъюнктор триггера 3536. Trigger Disjunctor 35

37. Конъюнктур записи37. Market Records

38. Конъюнктур вычитания38. Subtraction

В корпусе 1 электромеханической части закреплены кронштейн 2 испытываемого подшипника 3, электродвигатель 4, имеющий на консольной шпоночной части вала фрикционную муфту 5. В качестве электродвигателя целесообразно использовать электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением. В этом случае его частота вращения пропорциональна питающему напряжению, что приводит к линейной шкале органа управления частотой вращения на блоке питания. Электродвигатель может снабжаться тахометром. Муфта имеет привод в составе поворотного рычага 6 с осью вращения 7 и электромагнита 8. Исходное положение рычага реализуется пружиной 9. Муфта на рабочей торцовой поверхности имеет фрикционную накладку 10 в форме кольца.In the housing 1 of the electromechanical part, the bracket 2 of the test bearing 3 is fixed, an electric motor 4 having a friction clutch 5 on the cantilever key part of the shaft. It is advisable to use a direct current motor with parallel excitation as an electric motor. In this case, its speed is proportional to the supply voltage, which leads to a linear scale of the speed control on the power supply. The electric motor can be equipped with a tachometer. The clutch has a drive comprising a rotary lever 6 with an axis of rotation 7 and an electromagnet 8. The initial position of the lever is realized by a spring 9. The clutch on the working end surface has a friction lining 10 in the form of a ring.

Испытываемый подшипник устанавливается по его наружному кольцу в кронштейне 2 посредством втулки 11, которая фиксируется винтами 12 с накатной головкой. Сопряжение наружного кольца подшипника со втулкой осуществляется с некоторым натягом, а сопряжение втулки с кронштейном - с зазором. Внутреннее кольцо испытываемого подшипника соединено с натягом с центральной втулкой 13, имеющей осевое резьбовое отверстие для взаимодействия со съемником. Правая торцовая поверхность центральной втулки (ориентация чертежа) предназначена для взаимодействия с муфтой, а левая - для крепления датчика фазы.The test bearing is mounted on its outer ring in the bracket 2 by means of a sleeve 11, which is fixed with knurled screws 12. The coupling of the outer ring of the bearing with the sleeve is carried out with some interference, and the coupling of the sleeve with the bracket with a clearance. The inner ring of the test bearing is connected with an interference fit with the central sleeve 13 having an axial threaded hole for interaction with the puller. The right end surface of the central sleeve (drawing orientation) is designed to interact with the coupling, and the left - to mount the phase sensor.

Датчик фазы представлен диском 14 из магнитопроводного материала с зубцовой зоной 15. Диск датчика фазы крепится на центральной втулке 13 посредством винтов 16 с накатной головкой. Преобразование фазового положения диска 14 в электрический сигнал осуществляется магнитоэлектрическим преобразователем, который составлен из постоянного магнита 17, двух полюсных наконечников 18 и электрической катушки 19.The phase sensor is represented by a disk 14 of a magnetic material with a tooth zone 15. The phase sensor disk is mounted on the central sleeve 13 by means of thumb screws 16. The phase position of the disk 14 is converted to an electrical signal by a magnetoelectric converter, which is composed of a permanent magnet 17, two pole pieces 18 and an electric coil 19.

Представленная конструкция электромеханической части позволяет за счет комплекта двух втулок (11, 13) простейшей формы перекрыть диапазон типоразмеров подшипников потребителя.The presented design of the electromechanical part allows, due to a set of two bushings (11, 13) of the simplest form, to cover the range of sizes of consumer bearings.

В зависимости от условий производства в качестве датчика фазы может быть использован волоконнооптический датчик (см. Шарыгин Л.Н., Каткова Л.Е. Проектирование конкурентноспособных технических изделий. - Владимир: изд-во Транзит-ИКС, 2017. ISBN 978-5-8311-1024-1. с. 346-355). Для такого датчика фазовая часть будет определяться диаметром световолокна.Depending on the production conditions, a fiber-optic sensor can be used as a phase sensor (see Sharygin L.N., Katkova L.E. Designing of competitive technical products. - Vladimir: Transit-IKS publishing house, 2017. ISBN 978-5- 8311-1024-1. P. 346-355). For such a sensor, the phase part will be determined by the diameter of the optical fiber.

Электронный блок предназначен для управления процессом испытаний и выявления искомого параметра по сигналам датчика фазы. Управляющими элементами являются:The electronic unit is designed to control the testing process and identify the desired parameter by the signals of the phase sensor. The controls are:

- блок питания 20, обеспечивающий напряжение Е питания микросхем, напряжение питания электромагнита 8 и регулируемое напряжение питания электродвигателя 4. Блок питания содержит тумблер включения «Сеть»;- a power supply 20, providing voltage E of the power supply of the microcircuits, a voltage of the electromagnet 8 and an adjustable voltage of the electric motor 4. The power supply contains a toggle switch "Network";

- тумблер управления 21 на два положения: положение «Режим» с контактами S1, S2 и положение «Измерение» с контактом S3;- the control toggle switch 21 into two positions: the "Mode" position with contacts S1, S2 and the "Measurement" position with contact S3;

- пакетный переключатель режима 22, который устанавливает номинальное значение частоты вращения

Figure 00000017
- batch mode switch 22, which sets the nominal value of the speed
Figure 00000017

В составе электронного блока имеются два формирователя:The electronic unit has two shapers:

- формирователь 23 переводит импульсы электрической катушки 19 датчика фазы в прямоугольную форму;- the driver 23 translates the pulses of the electric coil 19 of the phase sensor into a rectangular shape;

- формирователь 24, создающий короткий импульс по фронту включения напряжения Е контактом S3 - импульс сброса.- shaper 24, creating a short pulse along the front of the voltage E by contact S3 - reset pulse.

Цепь, задающая шкалу времени, представлена генераторам опорной частоты 25, трехвходовым конъюнктором 26, счетчиком импульсов 27 и дешифратором 28. Управляющим элементом цепи времени является триггер 29, который устанавливается в единичное состояние импульсом сброса с выхода формирователя 24. В положении тумблера управления «Режим» конъюнктор 26 пропускает импульсы генератора 25 на вход счетчика 27, соответственно, на выходе дешифратора 28 последовательно возбуждаются выходные шины. Переключателем 22 транслируются шины соответствующие моментам времени t1H, t12 и t2K. Импульс старшей шины m дешифратора переводит управляющий триггер 29 в нулевое состояние и конъюнктор 26 закрывает поступление импульсов генератора 25 на вход счетчика 27. Применение пакетного переключателя 22 обусловлено нелинейностью функции выбега

Figure 00000018
, значит, зависимостью момента трения от частоты вращения. Шкала пакетного переключателя градуируется в номинальных значениях частоты вращения ϕи, а подключение выходных шин дешифратора осуществляется с соблюдением условия (5).The circuit that sets the time scale is presented to the reference frequency generators 25, three-input conjunctor 26, pulse counter 27 and decoder 28. The control element of the time circuit is trigger 29, which is set to a single state by a reset pulse from the output of the former 24. In the “Mode” control switch the conjunctor 26 passes the pulses of the generator 25 to the input of the counter 27, respectively, at the output of the decoder 28, the output buses are sequentially excited. Switch 22 broadcasts buses corresponding to time instants t 1H , t 12 and t 2K . The pulse of the high bus m of the decoder puts the control trigger 29 in the zero state and the conjunctor 26 closes the pulses of the generator 25 to the input of the counter 27. The use of the packet switch 22 due to the nonlinearity of the run-out function
Figure 00000018
, hence, the dependence of the friction moment on the rotation frequency. The scale of the packet switch is graduated in the nominal values of the speed ϕ and , and the output bus lines of the decoder are connected in compliance with condition (5).

Для нахождения разности количества фазовых частей, прошедших за время Δt1 и Δt2, используется реверсивный счетчик 30, состояние которого переводится в десятичный код дешифратором 31 и отражается индикатором 32. Интервал времени Δt1 формируется триггером 33, который устанавливается в единичное состояние импульсом с выхода переключателя 22, соответствующим моменту времени t1H, а возврат в нулевое состояние - импульсом t12 через дизъюнктор 34. Аналогично, триггер 35 формирует временной интервал Δt2 импульсом установки t12 и импульсом сброса t2K через дизъюнктор 36. Триггер 33 открывает конъюнктор 37 записи реверсивного счетчика 30, а триггер 35 - конъюнктор 38 вычитания.To find the difference in the number of phase parts that have passed over the time Δt 1 and Δt 2 , a reversible counter 30 is used, the state of which is translated into a decimal code by the decoder 31 and reflected by the indicator 32. The time interval Δt 1 is generated by the trigger 33, which is set to a single state by the pulse from the output switch 22 corresponding to time t 1H , and return to the zero state with pulse t 12 through disjunctor 34. Similarly, trigger 35 generates a time interval Δt 2 with setting pulse t 12 and reset pulse t 2K through the disjunctor 36. Trigger 33 opens the conjunctor 37 records of the reverse counter 30, and the trigger 35 opens the subtractor 38.

Работа установки для приемных испытаний подшипников. Пользователь монтирует испытываемый подшипник 3: запрессовывает подшипник по наружному кольцу во втулку 11 кронштейна; запрессовывает подшипник по внутреннему кольцу на центральную втулку 13; закрепляет полученную сборочную единицу винтами 12 в кронштейне 2. Далее производят измерение.Operation of the unit for acceptance tests of bearings. The user mounts the test bearing 3: presses the bearing along the outer ring into the sleeve 11 of the bracket; presses the bearing along the inner ring onto the central sleeve 13; secures the resulting assembly unit with screws 12 in the bracket 2. Next, measure.

Задают условия испытаний. Регулятором напряжение питания электродвигателя 4 на блоке питания 20 устанавливают максимальное значение частоты вращения

Figure 00000019
. Пакетным переключателем 22 задают номинальное значение частоты вращения
Figure 00000020
.Test conditions are specified. The regulator voltage of the electric motor 4 on the power unit 20 sets the maximum value of the speed
Figure 00000019
. Packet switch 22 set the nominal value of the speed
Figure 00000020
.

Включают установку тумблером «Сеть» на блоке питания 20. Переводят тумблер управления 21 в положение «Режим». При этом контактом S1 включается электродвигатель, а контактом S2 - электромагнит 8, который рычагом 6 соединяет фрикционную муфту 5 с центральной втулкой 13. После набора частоты вращения

Figure 00000021
(определяют либо по тахометру, либо по времени - это единицы секунд) переводят тумблер управления 21 в положение «Измерение». Переброс тумблера управления обеспечит отключение электродвигателя и фрикционной муфты, а замыкание контакта S3 приведет к созданию формирователем 24 короткого импульса сброса. Этим импульсом все элементы памяти - триггеры 29, 33, 35 и счетчики 27, 30 - установятся в исходное положение. Одновременно контактом S3 открывается конъюктор 26, и импульсы генератора опорной частоты 25 начинают поступать на счетчик 27.Turn on the installation of the “Network” toggle switch on the power supply 20. Transfer the control toggle switch 21 to the “Mode” position. In this case, the electric motor is turned on by the contact S1, and the electromagnet 8 is turned on by the contact S2, which connects the friction clutch 5 with the central sleeve 13 using the lever 6.
Figure 00000021
(determined either by the tachometer or by time — these are units of seconds) the control switch 21 is moved to the “Measurement” position. The transfer of the control toggle switch will disable the electric motor and the friction clutch, and the closure of contact S3 will cause the driver 24 to create a short reset pulse. With this pulse, all memory elements - triggers 29, 33, 35 and counters 27, 30 - will be set to their original position. At the same time, the connector 26 opens with the contact S3, and the pulses of the reference frequency generator 25 begin to flow to the counter 27.

В процессе свободного вращения продолжается заполнение счетчика 27 цепи времени. При достижении момента времени t1H появляется импульс на соответствующей шине дешифратора 28, который через переключатель 22 по входу S устанавливает триггер 33 в единичное состояние. Переброс этого триггера приводит к открытию конъюктора 37, и импульсы датчика фазы через формирователь 23 начинают по суммирующему входу (+) заполнять реверсивный счетчик 30. Этот процесс закончится появлением на выходе переключателя импульса дешифратора 28, соответствующего моменту времени t12. Указанный импульс через дизъюнктор 34 возвратит триггер 33 в исходное состояние.In the process of free rotation continues filling of the counter 27 of the time chain. When the time t 1H is reached, a pulse appears on the corresponding bus of the decoder 28, which, through the switch 22 at the input S, sets the trigger 33 to a single state. The transfer of this trigger leads to the opening of the junction 37, and the pulses of the phase sensor through the shaper 23 begin to fill in the reverse counter 30 at the summing input (+). This process will end with the appearance of the decoder pulse output 28 corresponding to time t 12 . The specified pulse through the disjunctor 34 will return the trigger 33 to its original state.

В этот же момент времени t12 срабатывает триггер 35, который открывает конъюктор 38, что приводит к поступлению импульсов датчика фазы на вычитающий вход (-) реверсивного счетчика 30. Вычитание заканчивается в момент времени t2K, когда сбрасывается через дизъюнктор 36 триггер 35. Таким образом, на реверсивном счетчике 30 будет записана разность количеств импульсов датчика фазы, прошедших за время Δt1 и Δt2. Эта величина будет отражена на индикаторе 32. Искомый параметр определяется по формуле (9). Работа электронного блока завершается появлением импульса на старшей шине m дешифратора 28 цепи времени. Этот импульс возвратит триггер 29 в исходное состояние, что приведет к закрытию конъюктора 26.At the same time t 12, a trigger 35 is triggered, which opens the connector 38, which leads to the arrival of pulses of the phase sensor to the subtracting input (-) of the reverse counter 30. The subtraction ends at time t 2K , when trigger 35 is reset through the disjunctor 36. Thus Thus, the difference between the number of pulses of the phase sensor that have passed during the time Δt 1 and Δt 2 will be recorded on the reversible counter 30. This value will be reflected on indicator 32. The desired parameter is determined by the formula (9). The operation of the electronic unit is completed by the appearance of a pulse on the senior bus m of the decoder 28 of the time chain. This pulse will return the trigger 29 to its original state, which will lead to the closure of the junction 26.

Заметим, что часть функций электронного блока и вычисление по формуле (9) могут быть возложены на компьютер.Note that part of the functions of the electronic unit and the calculation by formula (9) can be assigned to a computer.

Таким образом, предлагаемый способ определения момента трения в подшипниках качения позволяет оперативно при малых труозатратах выявить искомый параметр. Реализация предлагаемого способа предполагает достаточно простые конструктивные решения. Способ может быть применен для определения момента трения в подшипниках качения в процессе их экспериментальной отработки.Thus, the proposed method for determining the moment of friction in rolling bearings allows you to quickly identify the desired parameter with low labor costs. The implementation of the proposed method involves a fairly simple design solutions. The method can be applied to determine the moment of friction in rolling bearings during their experimental development.

Claims (6)

Способ определения момента трения в подшипниках качения, при котором выявляют временную диаграмму аналогового сигнала работающего подшипника, преобразуют ее в цифровые данные, отличающийся тем, что временную диаграмму получают в виде функции выбега, выбирают на временной диаграмме два одинаковых сопряженных временных интервала, подсчитывают количество пройденных фазовых частей угла поворота на каждом временном интервале и определяют момент трения в подшипнике по формулеA method for determining the frictional moment in rolling bearings, in which a time diagram of an analog signal of a working bearing is detected, converted into digital data, characterized in that the time diagram is obtained as a stick out function, two identical conjugate time intervals are selected on the time diagram, and the number of passed phase parts of the angle of rotation at each time interval and determine the moment of friction in the bearing according to the formula
Figure 00000022
,
Figure 00000022
,
где J - момент инерции вращающихся частей;where J is the moment of inertia of the rotating parts; Δt - временной интервал;Δt is the time interval; ϕш - фазовая часть;ϕ W - phase part; n1, n2 - количество фазовых частей соответственно в первом и втором временных интервалах.n 1 , n 2 - the number of phase parts, respectively, in the first and second time intervals.
RU2017119582A 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the friction moment in rotating bearings RU2659101C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119582A RU2659101C1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the friction moment in rotating bearings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119582A RU2659101C1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the friction moment in rotating bearings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2659101C1 true RU2659101C1 (en) 2018-06-28

Family

ID=62815244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119582A RU2659101C1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the friction moment in rotating bearings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2659101C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1575079A1 (en) * 1988-04-06 1990-06-30 Среднеазиатский Филиал Государственного Всесоюзного Научно-Исследовательского Технологического Института Ремонта И Эксплуатации Машинно-Тракторного Парка Method of assessing the quality of bearings assembled with rotor
RU2407999C1 (en) * 2009-11-16 2010-12-27 Сергей Иванович Малафеев Method to estimate bearings state
CA2802032A1 (en) * 2010-06-11 2012-01-12 Siemens Aktiengesellschaft A rotor shaft bearing lubrication system
RU2470280C2 (en) * 2007-10-24 2012-12-20 Абб Рисерч Лтд Method for detection and automatic identification of rolling bearing damage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1575079A1 (en) * 1988-04-06 1990-06-30 Среднеазиатский Филиал Государственного Всесоюзного Научно-Исследовательского Технологического Института Ремонта И Эксплуатации Машинно-Тракторного Парка Method of assessing the quality of bearings assembled with rotor
RU2470280C2 (en) * 2007-10-24 2012-12-20 Абб Рисерч Лтд Method for detection and automatic identification of rolling bearing damage
RU2407999C1 (en) * 2009-11-16 2010-12-27 Сергей Иванович Малафеев Method to estimate bearings state
CA2802032A1 (en) * 2010-06-11 2012-01-12 Siemens Aktiengesellschaft A rotor shaft bearing lubrication system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guan et al. Velocity synchronous linear chirplet transform
EP1088237B1 (en) Method and system for performance testing of rotating machines
CN110703091A (en) Static eccentric fault detection method for built-in permanent magnet synchronous motor for electric automobile
CN111721567A (en) Method and system for testing dynamic torque fluctuation of motor
RU2659101C1 (en) Method for determining the friction moment in rotating bearings
CN110274716B (en) Method for testing cogging torque of motor
Hancke et al. The microprocessor measurement of low values of rotational speed and acceleration
CN105467150A (en) Portable power generator for measuring rotation angular velocity and angular acceleration simultaneously
US3426273A (en) Signal generator for producing a predetermined number of electrical pulses
CN105634342B (en) Motor drive control device and motor drive control method
US2693991A (en) Watt-hour meter comparator
US2469673A (en) Variable-rate electric meter
KR100363396B1 (en) Apparatus for and method of detecting reverse count of OMR watt-hour meter
CN203597904U (en) Spin-drying detecting device for rotary mop
JPH084389B2 (en) DC motor rotation speed measuring device
EP1607759A1 (en) Apparatus for detecting the operating characteristics of electric motors
RU2368879C1 (en) Device for measurement of maximum power on shaft
US3406570A (en) Electric anemometers
CN214252338U (en) Rotating speed measuring device
US3196347A (en) Automatic rebalancing network including a movably mounted potentiometer and slip clutch connection thereto
CN204462180U (en) The measurement mechanism of gyro machine rotating speed under a kind of enclosed environment
Bernard Leq, SEL: When? Why? How?
Arif et al. Measurement of machine vibrations by using a fast rotating magnetic field
TWM547672U (en) Motor rotation speed detection device
JPS61259132A (en) Method and device for measuring torque of shaft

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190606