SU1259149A1 - Wear sensor - Google Patents

Abstract

Изобретение, относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дискретного измерени  малых механических перемещений, например измерени  износа трущихс  пар. Цель изобретени  - повышение точности за счет исключени  вли ни  температурного фактора. Датчик снабжен дополнительным капилл ром, соединенным с недеформйруемой капсулой. Плита с закрепленными на ней магнитными датчиками имеет возможность осевого перемещени  относительно капилл ров , компенсиру  погрешности, вызванные изменением температуры, возникающей в паре трени  и окружающей среде. 1 ил. IsD СЛ СО i4ib ;оThe invention relates to instrumentation engineering, in particular to devices for measuring discretely small mechanical displacements, such as measuring wear of rubbing pairs. The purpose of the invention is to improve accuracy by eliminating the influence of the temperature factor. The sensor is equipped with an additional capillary connected to a non-deformable capsule. A plate with magnetic sensors attached to it has the ability to axially move relative to the capillary, compensating for errors caused by temperature changes occurring in a pair of friction and the environment. 1 il. IsD SL CO i4ib; o

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дискретного измерени  малых механических перемещений, например св занных с измерением износа трущихс  пар.The invention relates to instrumentation engineering, in particular, to devices for measuring discretely small mechanical movements, for example, associated with measuring wear of rubbing pairs.

Цель изобретени  - повьппение точности за счет исключени  вли ни  температурного фактора пары трени .The purpose of the invention is to improve accuracy by eliminating the influence of the temperature factor of the friction pair.

На чертеже изображен датчик контрол  износа.The drawing shows the sensor wear control.

Датчик контролирует износ пары трени , состо щую из вала 1, установленного во вкладыше 2. Вкладьш закреплен в корпусе подшипника 3. В корпусе подшипника 3 и вкладьш а 2 выполнено отверстие, через которое щуп 4 взаимодействует с поверхностью вала 1. Щуп 4 закреплен на торце упругого баллона 5, в котором размещен сильфон 6, Сильфов сообщаетс  с капилл ром 7, заполненным ферро-г жидкостью. Внутри баллона установлена недеформируема  капсула 8, соединенна  с дополнительным капилл ром 9 заполненным феррожидкостью. Датчик снабжен плитой 10, установленной с возможностью осевого перемещени  относительно капилл ров 7 и 9 по направл ющим 11. Плита 10 оснащена винтовым приводом 12 и электродвигателем 13. Управление двигателем осуществл етс  блоком управлени  (не показан ) ..The sensor monitors the wear of the friction pair, consisting of the shaft 1 installed in the liner 2. The insert is fixed in the bearing housing 3. In the bearing housing 3 and the insert 2, a hole is made through which the probe 4 interacts with the surface of the shaft 1. The probe 4 is fixed on the end an elastic cylinder 5 in which the bellows 6 is placed, the sylphs communicate with a capillary 7 filled with ferro liquid. Inside the cylinder, a non-deformable capsule 8 is installed, connected to an additional capillary 9 filled with ferrofluid. The sensor is equipped with a plate 10 mounted for axial movement relative to the capillaries 7 and 9 along the guides 11. The plate 10 is equipped with a screw drive 12 and an electric motor 13. The motor is controlled by a control unit (not shown) ..

К капилл ру 7 подсоединен регулирующий сильфон 14. Упругий баллон 5 с сильфоном 6 и недеформируемой капсулой 8 закреплены на корпусе подшипника 3 с помощью хомута - основани  На пЛите 10 жестко закреплены магйит ные датчики. Магнитный датчик 16 представл ет собой С-образный магни- топровод с сетевой первичной и измерительной обмотками 17 и 18, Допол- нительгый магнитный датчик 19 представл ет собой Ш-образный магнитопро вод с центральной - сетевой обмоткой 20 и двум  вторичными - измерительными обмотками 21 и 22.A regulating bellows 14 is connected to the capillary 7. An elastic cylinder 5 with a bellows 6 and an undeformable capsule 8 is fixed to the bearing housing 3 by means of a yoke - base. Magyite sensors are rigidly fixed to the 10. The magnetic sensor 16 is a C-shaped magnet cable with mains primary and measuring windings 17 and 18, the additional magnetic sensor 19 is a W-shaped magnetic conductor with a central — mains winding 20 and two secondary measuring windings 21 and 22

Датчик работает следующим образомThe sensor works as follows

Вращение вала 1 приводит к износу вкладьщ1а 2 подшипника 3. При этом щуп 4, упирающийс  в боковую поверхность вала, отжимаетс  Им и-необратимо деформирует упругий баллон 5, с которым он жестко соединен. Баллон 5 в свою очередь сжимает сильфон 6, вытесн   из него феррожидкость вThe rotation of the shaft 1 leads to wear of the bearing 3 bearing 2. In this case, the probe 4, which abuts against the lateral surface of the shaft, is pressed by It and irreversibly deforms the elastic cylinder 5, with which it is rigidly connected. The cylinder 5 in turn compresses the bellows 6, displacing ferrofluid from it into

капилл р 7. Таким образом, уровень жидкости в капилл ре 7 возрастает по мере износа вкладьш а подшипника. Баллон 5 служит дл  интегрировани  перемещений щупа 4, ослаблени  пульсации , вызванных биением вала 1,capillary p. 7. Thus, the level of liquid in the capillary 7 increases with the wear of the bearing sleeve. Cylinder 5 serves to integrate movements of the probe 4, reducing pulsation caused by the beating of shaft 1,

До тех пор, пока феррожидкость в капилл ре находитс  ниже магнитного датчика 16, магнитный поток, наведенный сетевой обмоткой 17, мал (маг- нитопровод разомкнут) и напр жение на концах обмотки 18 недостаточно дл  срабатывани  устройства сиг нали- зации. Когда феррожидкость R капилл ре 7 достигает уровн , наход щегос  вьшае магнитного датчика 16, магни- топровод замыкаетс , и в несколько раз увеличенный магнитный поток наводит во вторичной обмотке 18 ЭДС,As long as the ferrofluid in the capillary is below the magnetic sensor 16, the magnetic flux induced by the mains winding 17 is small (magnetic conductor is open) and the voltage at the ends of the winding 18 is not enough to trigger the signaling device. When the ferrofluid R of the capillary 7 reaches a level that is located above the magnetic sensor 16, the magnetic conductor closes and the increased magnetic flux induces in the secondary winding 18 EMF several times,

достаточную дл  срабатывани  аварийных устройств.sufficient to trigger emergency devices.

Следует отметить, что уровень феррожидкости в капилл ре 7 будет повышать не только деформаци  упругогоIt should be noted that the level of ferrofluid in the capillary 7 will increase not only the deformation of the elastic

баллона 5, вызванна  износом подшипника , а и нагр.ев жидкости из-за повышени  температуры в зоне трени  при ужесточении нагрузочно-скоростных режимов или ухудшении поступлени cylinder 5, caused by wear of the bearing, and the load of the liquid due to the increase in temperature in the friction zone with the tightening of load-speed modes or deterioration of

смазки. В результате создаютс  услови  дл  ложного срабатывани  датчика.lubricants. As a result, conditions are created for the false triggering of the sensor.

Дл  предупреждени  этого  влени  предусмотрена система, работающа  следующим образом, В упругом баллоне 5 установлена капсула 8, соединенна  с дополнительным капилл ром 9. Размер капсулы выбираетс  так, что даже при максимальной деформации упругого баллона 5 на нее не воздействуют никакие механические усили .; Корпус капсулы изготавливаетс  из материаTo prevent this phenomenon, a system is provided that operates as follows. In the elastic cylinder 5 a capsule 8 is installed, connected to an additional capillary 9. The size of the capsule is chosen so that even with maximum deformation of the elastic cylinder 5, no mechanical forces act on it; The capsule body is made of material.

5five

00

5five

ла, обладающего хорошими теплопере- дающими характеристиками, например меди, серебра. Этим обеспечиваетс  одинаковый температурный режим в объемах капилл ров 7 и 9, в упругом баллоне 5 и капсуле 8. На плите 10 касательно к капилл ру 9 установлен магнитный датчик 16, Вторичные обмотки 21 и 22 подключены к блоку управлени  двигателем (не показан), Блок управлени  вырабатывает сигнал дл  электродвигател  13, причем если феррожидкость находитс  относительно плиты 10 Bbmie уровн  В , т,е, ЗДС во вторичных обмотках 21 и 22 максимальны и равны, электродвигатель 13 вращает винтовой механизм так, что пли31259It has good heat transfer characteristics, such as copper, silver. This ensures the same temperature in the volumes of the capillaries 7 and 9, in the elastic cylinder 5 and the capsule 8. On the plate 10 with respect to the capillary 9 a magnetic sensor 16 is installed. The secondary windings 21 and 22 are connected to an engine control unit (not shown), Block control generates a signal for the electric motor 13, and if the ferrofluid is relative to the 10 Bbmie plate of level B, t, e, PDS in the secondary windings 21 and 22 are maximum and equal, the electric motor 13 rotates the helical mechanism so that

та 10 на направл к цих 11 движетс  вверх. В случае понижени  феррожидкости в капилл ре 9 ниже Ш-обрачного магнитопровода, ЭДС в обмотках 21 и 22 минимальны и равны, блок управ- j лени  вращает электродвигатель так, что плита 10 движетс  вниз. Положение равновеси  возникает тогда, когда феррожидкость находитс  на уровне Г , т.е. ЭДС в обмотке 22 максимальна, а ,W в 21 - минимальна.that 10 moves toward cich 11 upwards. In the case of a decrease in ferrofluid in the capillary 9 below the W-shaped magnetic core, the EMF in the windings 21 and 22 are minimal and equal, the control unit rotates the electric motor so that the plate 10 moves down. The equilibrium position occurs when the ferrofluid is at the level of F, i.e. EMF in the winding 22 is maximum, and, W in 21 - minimum.

Таким образом, при изменении температуры положение плиты 10 относительно уровн  феррожидкости в капилл ре 7 будет измен тьс . Этим обес- 5 печиваетс  компенсаци  погрешностей, возникающргх вследствие изменени  температуры как окружающей так и возни- кан цей в паре трени .Thus, as the temperature changes, the position of the plate 10 relative to the level of ferrofluid in the capillary 7 will change. This ensures compensation for errors resulting from changes in the temperature of both the surrounding and the occurrence in the friction pair.

Сильфон 1Д с винтовым приводом 20 подключен к капилл ру 7 и служит дл The bellows 1D with the screw drive 20 is connected to the capillary 7 and serves for

494494

изменени  уровн  феррожидкости приchanges in ferrofluid level

настройке датчика.sensor setting.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Датчик контрол  износа, содержащий основание, щуп, соединенный со щупом упругий баллон с капилл ром, заполненный феррожидкостью, и магнитный датчик, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности он снабжен установленной внутри баллона недеформируемой капсулой, соединенным с ней дополнительным капилл ром , заполненным феррожидкостью, и взаимодействующим с ним дополнительным магнитным датчиком и плитой, установленной с возможностью осевого перемещени  относительно капилл ров,A wear control sensor comprising a base, a probe connected to the probe, an elastic cylinder with a capillary filled with ferrofluid, and a magnetic sensor, characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped with a non-deformable capsule installed inside the cylinder, connected to it with an additional capillary filled ferrofluid and an additional magnetic sensor interacting with it and a plate mounted for axial movement relative to the capillaries, на которой жестко закреплены магнитные датчики.on which magnetic sensors are rigidly fixed. - - б в S вb in s in Редактор Н.ТупицаEditor N. Tupitsa Составитель О.ГуберниеваCompiled by O. Gubernieva Техред М.Ходанич Корректор Г.РешетникTehred M. Khodanich Proofreader G. Reshetnik Заказ 5114/41 Тираж 778ПодписноеOrder 5114/41 Edition 778 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,.Раушска   аб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, .Raushsk ab. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4