RU2669227C1 - Method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support - Google Patents

Method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support Download PDF

Info

Publication number
RU2669227C1
RU2669227C1 RU2017116286A RU2017116286A RU2669227C1 RU 2669227 C1 RU2669227 C1 RU 2669227C1 RU 2017116286 A RU2017116286 A RU 2017116286A RU 2017116286 A RU2017116286 A RU 2017116286A RU 2669227 C1 RU2669227 C1 RU 2669227C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
support
maximum
assembly
axial load
easily deformable
Prior art date
Application number
RU2017116286A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Ящелтов
Людмила Валентиновна Мартыновская
Дарья Витальевна Сивкова
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
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 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" filed Critical Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority to RU2017116286A priority Critical patent/RU2669227C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2669227C1 publication Critical patent/RU2669227C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to a measuring technique, namely to methods for determining a skew angle of a support, a maximum axial load acting on it, and the unevenness of this load, and can find application in the assembly, or testing, or operation of bearings with bearings of various products. Sensing element comprises an elastic element with an easily deformable element, wherein the stiffness of the elastic element C and the initial length dimensionelastic element, then, at least three sensors are installed along the circumference of one surface to be examined, so that the ends of the easily deformable element are contacted on one side with an elastic element, and on the other hand with the support end of the structural part of the support, assembly, or testing, or operation of the bearing support, then the support is disassembled after assembly, or testing, or operation and the thickness of each easily deformable element is measured after assembly, or test, or operation,,, deformation of each easily deformable element is determined after assembly, test or operation Δ, Δ, Δ, from the obtained values determine the maximum and minimum value of deformation ΔΔon the found values of the maximum and minimum deformation depending on the coordinates of the location of the deformable elements in the support, a plane is constructed, the angle of inclination of the constructed plane from the vertical plane is determined which is the desired angle of skew of the surface under investigation, value of the axial load is determined after assembly, test or operation for the maximum and minimum values of deformations for a known rigidity of the elastic element P, P, calculate the unevenness of the axial load, defined as the difference between the maximum and minimum values of the obtained axial load, from the obtained values of axial loads, the working capacity of the bearing support is judged.EFFECT: technical result of the invention is to ensure high accuracy of determining the required values, as well as to reduce the laboriousness associated with the lack of preparation and conducting the least number of tests, as well as the possibility of making a decision based on the results of the conducted method on the further operability of the support.1 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения угла перекоса опоры, максимальной осевой нагрузки действующей на нее и неравномерности этой нагрузки, и может найти применение при сборке, или испытаниях, или эксплуатации опор с подшипниками различных изделий.The invention relates to measuring equipment, and in particular to methods for determining the skew angle of a support, the maximum axial load acting on it and the unevenness of this load, and can find application in the assembly, or testing, or operation of bearings with bearings of various products.

Известен способ замера осевого усилия в опоре подшипника, снабженного тензокольцами с тензодатчиками, по которому при работе опоры при наличии осевой силы происходит деформация тензокольца, изменение его сопротивления, с последующей передачей сигнала на соответствующую аппаратуру (патент РФ 2601513 от 05.08.2015, опубл. 10.11.2016, МПК G01L 1/22).There is a method of measuring axial force in a bearing support equipped with strain rings with strain gauges, according to which, when the support is in operation, axial force deforms the strain ring, changes its resistance, followed by signal transmission to the appropriate equipment (RF patent 2601513 from 08/05/2015, publ. 10.11 .2016, IPC G01L 1/22).

Недостатками данного способа являются высокая стоимость работ и сложность препарирования связанная с тем, что часто невозможно провести препарацию через вращающийся вал двигателя, а также применение сложного оборудования для контроля и анализа выводимого на аппаратуру сигнала.The disadvantages of this method are the high cost of work and the complexity of the preparation associated with the fact that it is often impossible to carry out the preparation through the rotating shaft of the engine, as well as the use of sophisticated equipment for monitoring and analysis of the signal output to the equipment.

Наиболее близким является способ определения осевой нагрузки в опоре подшипника, в состав которой входит подшипник, установленный между корпусом и валом, с чувствительным элементом, при котором определяют параметры расчетным путем, стоят графические зависимости (патент РФ №2392464 от 19.12.2008, опубл. 20.06.2010, МПК F02C 7/06).The closest is the method of determining the axial load in the bearing support, which includes a bearing mounted between the housing and the shaft, with a sensitive element in which the parameters are determined by calculation, are graphical dependencies (RF patent No. 2392464 of 12/19/2008, publ. 20.06 .2010, IPC F02C 7/06).

Недостатком данного способа является сложность препарирования опоры, связанная с установкой тензодатчиков и датчиков давления, невозможность контролировать давления в требуемых полостях изделия в эксплуатации, сложность и громоздкость математических расчетов, которые требуют применения специального программного и аппаратного обеспечения, а также невозможность определения значения угла перекоса опоры.The disadvantage of this method is the complexity of the preparation of the support associated with the installation of load cells and pressure sensors, the inability to control the pressure in the required cavities of the product in operation, the complexity and cumbersome mathematical calculations that require the use of special software and hardware, as well as the inability to determine the value of the skew angle of the support.

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа определения угла перекоса опоры, максимальной осевой нагрузки, действующей на нее, и неравномерности этой нагрузки при сборке, или испытаниях, или эксплуатации, обеспечивающего высокую точность определения требуемых значений, а также снижение трудоемкости, связанное с отсутствием препарации и проведения наименьшего числа испытаний, а также возможности принятия решения по результатам проведенного способа о дальнейшей работоспособности опоры.The technical result of the claimed invention is the development of a method for determining the skew angle of a support, the maximum axial load acting on it, and the unevenness of this load during assembly, or testing, or operation, providing high accuracy in determining the required values, as well as a decrease in the complexity associated with the lack of preparation and conducting the smallest number of tests, as well as the possibility of deciding on the results of the method on the continued performance of the support.

Технический результат достигается тем, что в способе определения угла перекоса и максимальной осевой нагрузки на опору подшипника, в состав которой входит подшипник, установленный между корпусом и валом, с чувствительным элементом, при котором определяют параметры расчетным путем, стоят графические зависимости, в отличие от известного чувствительный элемент содержит упругий элемент, с легкодеформируемым элементом, причем в способе определяют жесткость упругого элемента С, и начальный длинновой размер

Figure 00000001
упругого элемента, затем устанавливают по окружности на одной исследуемой поверхности по меньшей мере три чувствительных элемента таким образом, чтобы торцы легкодеформируемого элемента контактировали с одной стороны с упругим элементом, а с другой стороны с опорным торцом детали конструкции опоры, осуществляют сборку, или испытания, или эксплуатацию опоры подшипника, затем опору разбирают после сборки, или испытания, или эксплуатации и измеряют толщину каждого легкодеформируемого элемента после сборки, или испытания, или эксплуатации
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
определяют деформацию каждого легкодеформируемого элемента после сборки, или испытания, или эксплуатации
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
из полученных значений определяют максимальное и минимальное значение деформации
Figure 00000008
Figure 00000009
по найденным значениям максимальной и минимальной деформации в зависимости от координат расположения легкодеформируемых элементов в опоре строят плоскость, определяют угол наклона построенной плоскости от вертикальной плоскости, который является искомым углом перекоса исследуемой поверхности, определяют значение осевой нагрузки после сборки, или испытания, или эксплуатации для максимального и минимального значения деформаций при известной жесткости упругого элемента Pmax, Pmin рассчитывают неравномерность осевой нагрузки, определяемой как разность между максимальным и минимальным значениями полученной осевой нагрузки, по полученным значениям осевых нагрузок судят о работоспособности опоры подшипника.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support, which includes a bearing mounted between the housing and the shaft, with a sensitive element in which the parameters are determined by calculation, there are graphical dependencies, in contrast to the known the sensing element contains an elastic element with an easily deformable element, moreover, the stiffness of the elastic element C and the initial long dimension are determined in the method
Figure 00000001
the elastic element, then set at least three sensing elements around the circumference on one surface to be examined so that the ends of the easily deformable element contact the elastic element on the one hand and the support structure details on the other end, assemble, or test, or operation of the bearing support, then the support is disassembled after assembly, or testing, or operation, and the thickness of each easily deformable element is measured after assembly, or testing, or operation and
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
determine the deformation of each easily deformable element after assembly, or testing, or operation
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
from the obtained values determine the maximum and minimum strain value
Figure 00000008
Figure 00000009
according to the found values of the maximum and minimum deformation, depending on the coordinates of the location of easily deformable elements in the support, a plane is built, the angle of inclination of the constructed plane from the vertical plane is determined, which is the desired angle of bias of the surface under investigation, the value of the axial load after assembly, or testing, or operation is determined for the maximum and the minimum strain at a known stiffness of the elastic element P max , P min calculate the unevenness of the axial load, determining defined as the difference between the maximum and minimum values of the received axial load, the obtained values of the axial loads judge the operability of the bearing support.

На чертежах показаны:The drawings show:

Фиг. 1 - опора газотурбинного двигателя;FIG. 1 - support for a gas turbine engine;

Фиг. 2 - плоскость для определения угла перекоса опоры;FIG. 2 - plane for determining the angle of skew of the support;

Фиг. 3 - пример установки легкодеформируемых элементов;FIG. 3 - an example of the installation of easily deformable elements;

Фиг. 4 - пример графика зависимости осевой нагрузки от деформации легкодеформируемых элементов корпуса.FIG. 4 is an example of a graph of the dependence of the axial load on the deformation of easily deformable housing elements.

Опора подшипника газотурбинного двигателя состоит из подшипника 1, установленного между валом 2 и корпусом 3 опоры (Фиг. 1). Во время сборки, или испытаний, или эксплуатации двигателя возможен перекос колец 4, 5 подшипника 1 относительно одной из опорных поверхностей (поверхности 6 вала 2 или поверхности 7 корпуса 3). Для определения угла перекоса колец 4, 5 подшипника в опоре устанавливают чувствительные элементы.The bearing support of a gas turbine engine consists of a bearing 1 mounted between the shaft 2 and the bearing housing 3 (Fig. 1). During assembly, or testing, or operation of the engine, the rings 4, 5 of the bearing 1 may be skewed relative to one of the supporting surfaces (surface 6 of the shaft 2 or surface 7 of the housing 3). To determine the angle of skew of the rings 4, 5 of the bearing in the support set sensitive elements.

Чувствительный элемент содержит легкодеформируемый элемент 8, изготовленный, например, из материала припоя ПОС-18, и упругий элемент 9, которым может быть кольцо или пластина.The sensitive element contains an easily deformable element 8 made, for example, of POS-18 solder material, and an elastic element 9, which may be a ring or a plate.

Сначала в способе определяют жесткость С (из графика построенной характеристики жесткости) и начальный длинновой размер

Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
каждого упругого элемента 9 (без деформаций от нагружения). Затем устанавливают по окружности D на одной исследуемой поверхности, по меньшей мере, три чувствительных элемента, таким образом, чтобы торцы легкодеформируемого элемента 8 контактировали с одной стороны с упругим элементом 9, а с другой стороны с опорным торцом детали в зависимости от конструкции опоры (корпуса 3 опоры или валом 2 опоры или подшипника 1 или упругим элементом 9).First, the stiffness C is determined in the method (from the graph of the constructed stiffness characteristic) and the initial long dimension
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
each elastic element 9 (without deformation from loading). Then, at least three sensing elements are installed around circle D on one surface to be examined, so that the ends of the easily deformable element 8 are in contact with the elastic element 9 on the one hand and the support end face of the part, on the other hand, depending on the design of the support (housing 3 bearings or shaft 2 bearings or bearings 1 or an elastic element 9).

Далее осуществляют или сборку, или испытания, или эксплуатацию опоры в зависимости от требований исследуемого состояния опоры. Затем опору разбирают после сборки, или испытания, или эксплуатации и измеряют толщину каждого легкодеформируемого элемента 8 после сборки, или испытания, или эксплуатации

Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Next, they carry out either assembly, or testing, or operation of the support, depending on the requirements of the test condition of the support. Then the support is disassembled after assembly, or testing, or operation, and the thickness of each easily deformable element 8 is measured after assembly, or testing, or operation
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015

Определяют деформацию каждого легкодеформируемого элемента 8 после сборки, или испытания, или эксплуатации:Determine the deformation of each easily deformable element 8 after assembly, or testing, or operation:

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Из полученных значений деформации выбирают максимальное

Figure 00000019
и минимальное
Figure 00000020
значение деформаций.From the obtained deformation values, the maximum
Figure 00000019
and minimum
Figure 00000020
the value of deformations.

Для определения угла перекоса исследуемой поверхности, по полученным значениям максимальной

Figure 00000021
и минимальной
Figure 00000022
деформаций легкодеформируемых элементов в зависимости от координат расположения чувствительных элементов на поверхности строят плоскость: координата X - значения деформации
Figure 00000023
Figure 00000024
координата Y, Z - диаметр D расположения чувствительных элементов (Фиг. 2).To determine the skew angle of the investigated surface, according to the obtained maximum values
Figure 00000021
and minimal
Figure 00000022
of deformations of easily deformable elements, depending on the coordinates of the arrangement of sensitive elements on the surface, a plane is built: X coordinate - deformation values
Figure 00000023
Figure 00000024
coordinate Y, Z - diameter D of the location of the sensing elements (Fig. 2).

Угол наклона α плоскости от вертикальной плоскости и есть искомый угол перекоса поверхности (Фиг. 2).The angle of inclination of the α plane from the vertical plane is the desired angle of the surface skew (Fig. 2).

Определяют значение осевой нагрузки после сборки, или испытания, или эксплуатации для максимального и минимального значения деформаций из графика построенной ранее характеристики жесткости упругого элемента Pmax, Pmin, например, по закону Гука:The axial load value is determined after assembly, or testing, or operation for the maximum and minimum strain values from the graph of the previously constructed elastic stiffness characteristic P max , P min , for example, according to Hooke’s law:

Figure 00000025
Figure 00000025

Figure 00000026
Figure 00000026

Определяют неравномерности деформации, как разность между максимальным Pmax и минимальным Pmin значениями полученной осевой нагрузки:Determine the unevenness of the deformation, as the difference between the maximum P max and minimum P min the values of the received axial load:

ΔР=Pmax-Pmin.ΔP = P max -P min .

По полученным значениям угла перекоса опоры α, максимальной осевой нагрузки Pmax, неравномерности нагрузки ΔР, принимают решение о дальнейшей работе опоры, сравнивая полученные значения с допустимыми значениями. В случае превышения допустимого значения опору снимают с эксплуатации.Based on the obtained values of the skew angle of the support α, the maximum axial load P max , the unevenness of the load ΔР, a decision is made on the further operation of the support, comparing the obtained values with acceptable values. If the permissible value is exceeded, the support is removed from service.

Благодаря тому, что в способе определения угла перекоса и максимальной осевой нагрузки на опору подшипника, в состав которой входит подшипник, установленный между корпусом и валом, с чувствительным элементом, при котором определяют параметры расчетным путем, стоят графические зависимости, отличающийся тем, что чувствительный элемент содержит упругий элемент, с легкодеформируемым элементом, причем в способе определяют жесткость упругого элемента С, и начальный длинновой размер

Figure 00000027
упругого элемента, затем устанавливают по окружности на одной исследуемой поверхности, по меньшей мере, три чувствительных элемента, таким образом, чтобы торцы легкодеформируемого элемента контактировали с одной стороны с упругим элементом, а с другой стороны с опорным торцом детали конструкции опоры, осуществляют сборку, или испытания, или эксплуатацию опоры подшипника, затем опору разбирают после сборки, или испытания, или эксплуатации и измеряют толщину каждого легкодеформируемого элемента после сборки, или испытания, или эксплуатации
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
определяют деформацию каждого легкодеформируемого элемента после сборки, или испытания, или эксплуатации
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
из полученных значений определяют максимальное и минимальное значение деформации
Figure 00000034
Figure 00000035
по найденным значениям максимальной и минимальной деформации в зависимости от координат расположения легкодеформируемых элементов в опоре строят плоскость, определяют угол наклона построенной плоскости от вертикальной плоскости, который является искомым углом перекоса исследуемой поверхности, определяют значение осевой нагрузки после сборки, или испытания, или эксплуатации для максимального и минимального значения деформаций при известной жесткости упругого элемента Pmax, Pmin, рассчитывают неравномерность осевой нагрузки, определяемой как разность между максимальным и минимальным значениями полученной осевой нагрузки, по полученным значениям осевых нагрузок судят о работоспособности опоры подшипника, достигается высокая точность определения требуемых значений, а также снижение трудоемкости, связанное с отсутствием препарации и проведения наименьшего числа испытаний, а также возможности принятия решения по результатам проведенного способа о дальнейшей работоспособности опоры.Due to the fact that in the method for determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support, which includes a bearing mounted between the housing and the shaft, with a sensitive element in which the parameters are determined by calculation, there are graphical dependencies, characterized in that the sensitive element contains an elastic element with an easily deformable element, moreover, the stiffness of the elastic element C and the initial long dimension are determined in the method
Figure 00000027
the elastic element, then set at least three sensing elements around the circumference on one surface to be examined, so that the ends of the easily deformable element contact on one side the elastic element and, on the other hand, on the supporting end face of the support structure, assemble, or tests, or operation of the bearing support, then the bearing is disassembled after assembly, or testing, or operation, and the thickness of each easily deformable element is measured after assembly, or testing, or operation uu
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
determine the deformation of each easily deformable element after assembly, or testing, or operation
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
from the obtained values determine the maximum and minimum strain value
Figure 00000034
Figure 00000035
according to the found values of the maximum and minimum deformation, depending on the coordinates of the location of easily deformable elements in the support, a plane is built, the angle of inclination of the constructed plane from the vertical plane is determined, which is the desired angle of bias of the surface under investigation, the value of the axial load after assembly, or testing, or operation is determined for the maximum and the minimum strain value at a known stiffness of the elastic element P max , P min , calculate the uneven axial load, determine defined as the difference between the maximum and minimum values of the received axial load, the axial loads obtained are used to judge the operability of the bearing support, high accuracy of determining the required values is achieved, as well as a reduction in the labor intensity associated with the lack of preparation and the least number of tests, as well as the possibility of making decisions according to the results of the method on the continued performance of the support.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

В примере показано осуществление способа для определения взаимного угла перекоса колец 4, 5 подшипника 1 друг относительно друга предложенным способом, а также определение максимальной осевой нагрузки приходящей на подшипник опоры.The example shows the implementation of the method for determining the mutual skew angle of the rings 4, 5 of the bearing 1 relative to each other by the proposed method, as well as determining the maximum axial load of the bearing coming to the bearing.

Опора газотурбинного двигателя состоит из радиально-упорного шарикоподшипника 1 типа 126122 (с габаритными размерами 110×170×28 мм), установленным между валом 2 и корпусом 3 опоры. В опору устанавливают шесть чувствительных элемента три на валу 2, и три в корпусе 3. Чувствительные элементы состоят из упругого элемента 9 и легкодеформируемых элементов 8 (ЛДЭ) (фиг. 3).The support of the gas turbine engine consists of an angular contact ball bearing 1 of type 126122 (with overall dimensions 110 × 170 × 28 mm) installed between the shaft 2 and the bearing housing 3. Six sensors are installed in the support, three on the shaft 2, and three in the housing 3. The sensitive elements consist of an elastic element 9 and easily deformable elements 8 (LDE) (Fig. 3).

Упругие элементы 9 выполнены в виде колец с целью минимизации окружной неравномерности деформаций, при этом ЛДЭ 8 установлены между: поверхностью вала 2 и упругим элементом 9, и между поверхностью корпуса 3 и упругим элементом 9 (фиг. 3).The elastic elements 9 are made in the form of rings in order to minimize the circumferential unevenness of deformations, while the LDE 8 is installed between: the surface of the shaft 2 and the elastic element 9, and between the surface of the housing 3 and the elastic element 9 (Fig. 3).

Жесткость упругого элемента 9 размещенного в корпусе (Ск) составляет 660 кгс*мм. Начальная величина размера L0к упругого элемента 9, размещенного в корпусе 3, в свободном состоянии составляет 5 мм.The stiffness of the elastic element 9 located in the housing (C to ) is 660 kgf * mm. The initial size value L 0k of the elastic element 9, placed in the housing 3, in the free state is 5 mm

Жесткость упругого элемента 9 размещенного на валу 2 (Св) составляет 660 кгс*мм. Начальная величина размера L0в упругого элемента 9, размещенного на валу 2, в свободном состоянии составляет 5 мм.The stiffness of the elastic element 9 located on the shaft 2 (C in ) is 660 kgf * mm. The initial value of size L 0 in the elastic element 9, placed on the shaft 2, in the free state is 5 mm

Между упругим элементом 9 и упорным торцом корпуса 3, равномерно по окружности, на диаметре D=165 мм, установлены три легкодеформируемых элемента 8.Between the elastic element 9 and the thrust end of the housing 3, uniformly around the circumference, at a diameter D = 165 mm, three easily deformable elements 8 are installed.

Между упругим элементом 9 и упорным торцом вала 2, также, равномерно по окружности, на диаметре d=115 мм, установлены три легкодеформируемых элемента 8.Between the elastic element 9 and the thrust end of the shaft 2, also, uniformly around the circumference, at a diameter d = 115 mm, three easily deformable elements 8 are installed.

Легкодеформируемые элементы 8 корпуса 3 и вала 2 изготовлены из материала ПОС-18, соединены методом пайки с упорными торами и сопрягаемыми диаметрами корпуса 3 и вала 2, площадь их смятия минимизирована, чтобы исключить из расчета корректировку осевой нагрузки по величине, вследствие усилия, требуемого на деформацию (смятие) легкодеформируемых элементов.Easily deformable elements 8 of the housing 3 and the shaft 2 are made of POS-18 material, brazed with stop tori and the mating diameters of the housing 3 and the shaft 2, their collapse area is minimized to exclude from the calculation the axial load adjustment in magnitude due to the force required deformation (crushing) of easily deformable elements.

После каждой разборки опоры (после сборки, или после испытаний, или после эксплуатации) измеряют толщину каждого легкодеформируемого элемента (ЛДЭ) 8, данные представлены в таблице.After each disassembly of the support (after assembly, or after testing, or after operation), the thickness of each easily deformable element (LDE) 8 is measured, the data are presented in the table.

Определяем деформацию каждого легкодеформируемого элемента 8, а также из полученных значений определяем максимальное и минимальное значение деформаций для корпуса 3 и для вала 2 (данные представлены в таблице), так как расчет долговечности подшипника 1 выполняется по максимально нагруженному шарику.We determine the deformation of each easily deformable element 8, and also from the obtained values we determine the maximum and minimum values of deformations for the housing 3 and for the shaft 2 (data are presented in the table), since the calculation of the durability of the bearing 1 is performed according to the maximum loaded ball.

Для определения перекоса по корпусу 3 и по валу 2 опоры в зависимости от координат расположения чувствительных элементов в опоре, строят плоскости, по максимальным ΔLк_сб_max, ΔLк_исп_max, ΔLк_экс_max и минимальным ΔLк_сб_min, ΔLк_исп_min, ΔLк_экс_min значениям координаты X построенных плоскостей определяют их угол наклона для корпуса 3 опоры и для вала 2 (данные приведены в таблице).To determine the skew of the housing 3 and the shaft 2 supports depending on the coordinates of sensing elements location in the support, building the plane of maximum ΔL k_sb_max, ΔL k_isp_max, ΔL k_eks_max and minimum ΔL k_sb_min, ΔL k_isp_min, ΔL k_eks_min values of coordinates X built planes define their angle of inclination for the housing 3 of the support and for the shaft 2 (data are shown in the table).

Figure 00000036
Figure 00000036

Сумма углов перекоса по корпусу 3 и по валу 2 является искомым углом перекоса опоры подшипника (взаимным углом перекоса колец подшипника), данные расчета приведены в таблице.The sum of the skew angles along the housing 3 and the shaft 2 is the desired skew angle of the bearing support (the mutual skew angle of the bearing rings), the calculation data are shown in the table.

Взаимный угол перекоса колец 4, 5 подшипника 1 α, а также углы перекоса наружного αк и внутреннего αв колец сравнивают с расчетными допустимыми величинами, которые не ограничивают ресурс подшипника. Например по ГОСТ 3325-85 при сборке должны быть обеспечены: [αсб]=2 мин 30 с, [αк_сб]=1 мин 40 с, [αв_сб]=50 с, в работе (при испытаниях или в эксплуатации) должны быть обеспечены: [αисп]=[αэкс]=5 мин, [αк_исп]=[αк_экс]=3 мин 20 с, [αв_исп]=[αв_экс]=1 мин 40 с.The mutual skew angle of the bearing rings 4, 5 of the bearing 1 α, as well as the skew angles of the outer α to and the inner α in the rings are compared with the calculated allowable values that do not limit the bearing life. For example, according to GOST 3325-85, when assembling, the following must be provided: [α sat ] = 2 min 30 s, [α k_sb ] = 1 min 40 s, [α v_sb ] = 50 s, in operation (during testing or in operation) they must to be provided: [α isp ] = [α ex ] = 5 min, [α to_ex ] = [α to_ex ] = 3 minutes 20 s, [α to_isp ] = [α to_ex ] = 1 min 40 s.

В описанном примере, измеренные углы перекоса колец 4, 5 подшипника 1 не критичны, подшипник работал с допустимыми углами перекоса колец.In the described example, the measured skew angles of the rings 4, 5 of the bearing 1 are not critical, the bearing worked with the permissible skew angles of the rings.

Для определения осевой нагрузки приходящей на подшипник достаточно вести анализ только одного чувствительного элемента или для корпуса или для вала. В примере показан расчет для корпуса, т.к. на наружное кольцо подшипника дополнительно приходит составляющая осевой нагрузки от центробежной нагрузки шариков при вращении.To determine the axial load arriving at the bearing, it is sufficient to analyze only one sensitive element for either the housing or the shaft. The example shows the calculation for the case, because on the outer ring of the bearing additionally comes the component of the axial load from the centrifugal load of the balls during rotation.

Определяют значение осевой нагрузки исходя из графика построенной ранее характеристики жесткости упругого элемента 9 или в нашем случае по закону Гука (см. фиг. 3), она составляет:The value of the axial load is determined based on the graph of the previously constructed stiffness characteristic of the elastic element 9 or in our case according to Hooke's law (see Fig. 3), it is:

- после сборки Рк_сб=Ск×ΔLк_сб=660×0,336=221,76 кгс,- after assembly P k_sb = C k × ΔL k_sb = 660 × 0.336 = 221.76 kgf,

- после испытаний Рк_исп=Ск×ΔLк_исп=660×1,249=824,34 кгс,- after testing P k_isp = C k × ΔL k_isp = 660 × 1.249 = 824.34 kgs,

- после эксплуатации Рк_экс=Ск×ΔLк_экс=660×1,776=1172,16 кгс.- after operation P k_ex = C k × ΔL k_ex = 660 × 1.776 = 1172.16 kgf.

По полученным значениям осевой нагрузки строят зависимость осевой нагрузки от деформации легкодеформируемого элемента в зависимости от деформации ЛДЭ 8, например, для корпуса опоры. Измеренные значения осевой нагрузки сравнивают с максимальной допустимой осевой нагрузкой [Pmax]=1500 кгс, которая может ограничить ресурс подшипника.Based on the obtained axial load values, the dependence of the axial load on the deformation of the easily deformable element is constructed depending on the deformation of the LDE 8, for example, for the support body. The measured values of the axial load are compared with the maximum permissible axial load [P max ] = 1500 kgf, which can limit the bearing life.

Рк_сб (Рк_исп, Рк_экс)<[Pmax], следовательно нагрузка, приходящая на подшипник, не ограничивает его работоспособность, и опора может продолжать свою работу, при условии достаточности ресурса подшипника.R k_sb (R k_sp , R k_ex ) <[P max ], therefore, the load coming to the bearing does not limit its operation, and the support can continue to work, provided that the bearing life is sufficient.

Claims (1)

Способ определения угла перекоса и максимальной осевой нагрузки на опору подшипника, в состав которой входит подшипник, установленный между корпусом и валом, с чувствительным элементом, при котором определяют параметры расчетным путем, строят графические зависимости, отличающийся тем, что чувствительный элемент содержит упругий элемент с легкодеформируемым элементом, причем в способе определяют жесткость упругого элемента С и начальный длинновой размер
Figure 00000037
упругого элемента, затем устанавливают по окружности на одной исследуемой поверхности по меньшей мере три чувствительных элемента таким образом, чтобы торцы легкодеформируемого элемента контактировали с одной стороны с упругим элементом, а с другой стороны с опорным торцом детали конструкции опоры, осуществляют сборку, или испытания, или эксплуатацию опоры подшипника, затем опору разбирают после сборки, или испытания, или эксплуатации и измеряют толщину каждого легкодеформируемого элемента после сборки, или испытания, или эксплуатации
Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000040
определяют деформацию каждого легкодеформируемого элемента после сборки, или испытания, или эксплуатации
Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000043
из полученных значений определяют максимальное и минимальное значение деформации
Figure 00000044
Figure 00000045
по найденным значениям максимальной и минимальной деформации в зависимости от координат расположения легкодеформируемых элементов в опоре строят плоскость, определяют угол наклона построенной плоскости от вертикальной плоскости, который является искомым углом перекоса исследуемой поверхности, определяют значение осевой нагрузки после сборки, или испытания, или эксплуатации для максимального и минимального значения деформаций при известной жесткости упругого элемента Pmax, Pmin, рассчитывают неравномерность осевой нагрузки, определяемой как разность между максимальным и минимальным значениями полученной осевой нагрузки, по полученным значениям осевых нагрузок судят о работоспособности опоры подшипника.The method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support, which includes a bearing mounted between the housing and the shaft, with a sensitive element, in which the parameters are determined by calculation, build graphical dependencies, characterized in that the sensitive element contains an elastic element with easily deformable element, and in the method determines the stiffness of the elastic element C and the initial long dimension
Figure 00000037
the elastic element, then set at least three sensing elements around the circumference on one surface to be examined so that the ends of the easily deformable element contact the elastic element on the one hand and the support structure details on the other end, assemble, or test, or operation of the bearing support, then the support is disassembled after assembly, or testing, or operation, and the thickness of each easily deformable element is measured after assembly, or testing, or operation and
Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000040
determine the deformation of each easily deformable element after assembly, or testing, or operation
Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000043
from the obtained values determine the maximum and minimum strain value
Figure 00000044
Figure 00000045
according to the found values of the maximum and minimum deformation, depending on the coordinates of the location of easily deformable elements in the support, a plane is built, the angle of inclination of the constructed plane from the vertical plane is determined, which is the desired angle of bias of the surface under investigation, the value of the axial load after assembly, or testing, or operation is determined for the maximum and the minimum strain value at a known stiffness of the elastic element P max , P min , calculate the uneven axial load, determine defined as the difference between the maximum and minimum values of the received axial load, the obtained values of the axial loads judge the operability of the bearing support.
RU2017116286A 2017-05-10 2017-05-10 Method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support RU2669227C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116286A RU2669227C1 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116286A RU2669227C1 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2669227C1 true RU2669227C1 (en) 2018-10-09

Family

ID=63798527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017116286A RU2669227C1 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2669227C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU767601A1 (en) * 1978-07-31 1980-09-30 Предприятие П/Я В-8177 Method for determining ring scews in rolling-contact bearing
FR2666894A1 (en) * 1990-09-19 1992-03-20 Electricite De France DEVICE FOR MEASURING AXIAL EFFORTS ON A ROD.
JP2007086060A (en) * 2005-08-25 2007-04-05 Ntn Corp Turbine unit for air cycle refrigeration cooling
RU2392464C1 (en) * 2008-12-19 2010-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Method of determining axial load acting on thrust bearing of rotor support, mainly of gas turbine engine
RU2426902C2 (en) * 2009-08-05 2011-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Method for determining axial load acting on thrust bearing of rotor of aircraft gas turbine engine
RU2601513C1 (en) * 2015-08-05 2016-11-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Device for measurement of axial force of turbine machine rotor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU767601A1 (en) * 1978-07-31 1980-09-30 Предприятие П/Я В-8177 Method for determining ring scews in rolling-contact bearing
FR2666894A1 (en) * 1990-09-19 1992-03-20 Electricite De France DEVICE FOR MEASURING AXIAL EFFORTS ON A ROD.
JP2007086060A (en) * 2005-08-25 2007-04-05 Ntn Corp Turbine unit for air cycle refrigeration cooling
RU2392464C1 (en) * 2008-12-19 2010-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Method of determining axial load acting on thrust bearing of rotor support, mainly of gas turbine engine
RU2426902C2 (en) * 2009-08-05 2011-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Method for determining axial load acting on thrust bearing of rotor of aircraft gas turbine engine
RU2601513C1 (en) * 2015-08-05 2016-11-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Device for measurement of axial force of turbine machine rotor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10078026B2 (en) Multi-component force-torque sensing device with reduced cross-talk for twist-compression testing machine
EP2921655A2 (en) Bearing arrangement and method
KR20060066117A (en) Method and sensor arrangement for load measurement on rolling element bearing based on model deformation
CN108801523B (en) Force measuring elastic body for thrust bearing and force measuring device for thrust bearing
JP2021512294A (en) Measuring systems and methods for defining forces and / or torque in torque transmission shafts
JP5172445B2 (en) Thrust bearing rotational torque detector
JP2018529897A (en) Rolling bearing assembly with strain sensor device
US11536274B2 (en) Arrangement for receiving the axial thrust of a centrifugal pump
RU2669227C1 (en) Method of determining the skew angle and the maximum axial load on the bearing support
RU2673503C1 (en) Method of measuring effort applied to bearing with static and dynamic loading using strain gauges
US20200166076A1 (en) Rolling bearing arrangement for a transmission
RU2601513C1 (en) Device for measurement of axial force of turbine machine rotor
JP4093949B2 (en) Method and apparatus for early detection of defects in centrifugal pump
US11092194B2 (en) Prestress measurement with load pin
CN110848245A (en) Flexible hinge tilting pad bearing and bearing swing angle and fatigue life detection method
CN105547534B (en) It can measure the elastic bearing of rotor axial load
CN111829477B (en) Method and device for calculating negative clearance of hub bearing, storage medium and equipment
EP4083590A1 (en) Sensor assembly, force detection device and method, and construction machinery
CN212007615U (en) Force sensor and plunger tangential force testing platform
JP2018004290A (en) Thrust load measurement device
KR20070019910A (en) Measurement system for axial load
CN111608748A (en) Squirrel-cage elastic support
CN106644482B (en) Load loading device and method
US20230038874A1 (en) Method of determining the center of loading of a rolling element
CN111336976A (en) Method for detecting radial working clearance in bearing