SU1343276A1 - Device for measuring radial forces acting on rotating shafts - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить надежность и точность замера сил, действующих на вращак циес  валы в подаипниках, путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов. Устройство содержит соизмерительные датчики, бесконтактные вихретоковые датчики и отметчики углов поворота. Датчик, регистрирующий изменение радиальных сил, выполнен пьезоэлектрическим и установлен в пазу вала под подшипником. Все датчики подключены к регистрирующему блоку (РБ) с индикаторами. Радиальное усилие передаетс  через подшипни1 и на соизмерительные элементы, и их перемещение воспринимаетс  вихрето- ковыми датчиками, превращаетс  в электрический ток и подаетс  на РБ. Одновременно усилие воспринимаетс  пьезоэлектрическим датчиком, сигнал которого подаетс  на РБ, где производитс  осциллографирование. 2 з.п. ф-ль, 1 ил. (Л 00 4 Од ГС о:The invention relates to a measurement technique and makes it possible to increase the reliability and accuracy of measuring the forces acting on the rotary shaft in the field displays, by continuously registering them depending on the angle of rotation of the shafts. The device contains measuring sensors, non-contact eddy current sensors and angle indicators. A sensor that records the change in radial forces is made of piezoelectric and is installed in the shaft groove under the bearing. All sensors are connected to a recording unit (RB) with indicators. The radial force is transmitted through the bearings 1 and to the measuring elements, and their movement is perceived by eddy current sensors, converted into electric current and fed to the RB. At the same time, the force is sensed by a piezoelectric sensor, the signal of which is applied to RB, where oscillography is performed. 2 hp fl, 1 ill. (L 00 4 Od GS about:

Description

И И бретение относитс  к измерительном технике и может быть использовано ;и1  измерени  радиальных сил, действующих на вращающиес  налы в по/Ц11ипниках.And And the shaving refers to the measuring technique and can be used; and 1 measuring radial forces acting on the rotating rim in each.

Цель изобретени  - повышение надежности и точности замера сил, действующих на вращающиес  валы н подшипниках , путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов.The purpose of the invention is to increase the reliability and accuracy of measuring the forces acting on rotating shafts and bearings by registering them continuously depending on the angle of rotation of the shafts.

На чертеже показано устройство дл  измерени  радиальных сил.The drawing shows a device for measuring radial forces.

Устройство содержит силоизмери- тельные упругие элементы 1, расположенные под углом ii /A к оси вала, установленного в подшипниках, бесконтактные силоизмерительные вихретоко- вые датчики 2, установленные к сило- измермтельным элементам 1, пьезоэлектрический силоизмерительный датчик 3, расположенный в пазу вала под подшип134The device contains force-measuring elastic elements 1, located at an angle ii / A to the axis of the shaft mounted in bearings, contactless force-measuring eddy sensors 2, mounted to the force-measuring elements 1, piezoelectric force-measuring sensor 3, located in the shaft groove for bearing134

ла и регистрирующий блок 5 с индика- 25 торами 6 и 7, кроме того, пьезоэлектрический датчик 3 подключен к индикатору 6 через фильтр верхних частот.A recording unit 5 with indicators 25 and 6 and 7, in addition, a piezoelectric sensor 3 is connected to the indicator 6 through a high-pass filter.

f(.. которого определ етсд , п ТГ f (.. which is determined by d, n TG

где со - углова  скорость вращени where is the angular rotational speed

вала; п - число подвижных элементовshaft; n - the number of moving elements

в подп ипнике.in the sub ipnik.

Все остальные датчики подключаютс  к регистрирующему блоку 5 непосредственно . Геометрические размеры паза вала выбираютс  из услови All other sensors are connected to the recording unit 5 directly. The geometrical dimensions of the groove of the shaft are selected from

,- i, - i

Вэ 5,810 Ve 5,810

де L, В - длина и щирина паза вала соответственно;de L, B - the length and width of the groove shaft, respectively;

Н - ширина внутреннего кольца подщипника;H is the width of the inner ring of the support;

I - момент инерции кольца подщипника , ограниченного плоскостью паза;I is the moment of inertia of the support ring, bounded by the groove plane;

Е - модуль упругости материала внутреннего кольца подшипника; «ин минимальна  радиальна E is the modulus of elasticity of the material of the inner ring of the bearing; "The in is minimal radial

сила, воспринимаема  пьезоэлектрическим датчиком на пороге его чувствительности , определенна  экспериментально .the force perceived by the piezoelectric sensor at the threshold of its sensitivity, determined experimentally.

10ten

25 25

4327643276

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При вала радиальное усилие , действующее на вал, передаетс  через подшипники на упругие силоизмерительные элементы 1 и их перемещение воспринимаетс  вихретоковыми датчиками 2, превращаетс  в электрический ток и подаетс  на регистрирующий блокWith the shaft, the radial force acting on the shaft is transmitted through the bearings to the elastic force-measuring elements 1 and their movement is sensed by eddy current sensors 2, converted into electric current and fed to the recording unit

5,где контролируетс  по индикатору5 where monitored by indicator

6.Одновременно усилие воспринимаетс  и пьезоэлектрическим датчиком 3, сигнал от которого подаетс  на блок 5, где производитс  осциллографиро- вание.6. At the same time, the force is also sensed by the piezoelectric sensor 3, the signal from which is fed to block 5, where oscillography is performed.

Дл  нахождени  радиальных сил по углу поворота вала на осциллограмме с помощью отметчиков 4 углов в момент прохождени  паза вала около отметчиков 4 формируютс  импульсы напр жени , которые и подаютс  на индикатор 7. Полученные метки  вл ютс  на осциллограмме ординатами усилий, действующих на упругие силоизмерительные элементы 1„To find the radial forces on the angle of rotation of the shaft on the oscillogram using the markers 4 angles at the time of passage of the shaft groove around the markers 4, voltage pulses are generated, which are fed to the indicator 7. The resulting marks are on the oscillogram the ordinates of forces acting on the elastic load elements 1 „

1515

2020

Claims (3)

1.Устройство дл  измерени  радиальных сил.действующих на вращающиес  валы в подщипниках, содержащее силоизмерительные датчики и регистрирующий блок с индикаторами, о т - л.и чающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и точности замера сил путем их непрерывной регистрации в зависимости от угла поворота валов, устройство снабжено бесконтактными вихретоковыми датчиками и отметчиками углов поворота,1. A device for measuring radial forces acting on rotating shafts in bearing, containing force-measuring sensors and a recording unit with indicators, that is, in order to increase the reliability and accuracy of the measurement of forces by continuously registering them depending on angle of rotation of the shafts, the device is equipped with contactless eddy current sensors and angle of rotation, а также датчиком, регистрирующим изменение радиальных сил, выполненным пьезоэлектрическим и установленным в пазу вала под подшипником, причем все датчики подключены к регистрирующему блоку с индикаторами.as well as a sensor recording the change in radial forces, made by a piezoelectric and installed in the shaft groove under the bearing, all sensors being connected to a recording unit with indicators. 2,Устройство по п,1, о т л и - чающеес  тем, что пьезоэлектрический датчик подключен к индикатору через дополнительно установленный электрический фильтр верхних частот , частота среза fj.. которого определ етс  следующей зависимостью:2, The device according to claim 1, 1, and tl is that the piezoelectric sensor is connected to the indicator through an additionally installed electric high-pass filter, the cut-off frequency fj .. of which is determined by the following relationship: f ср О- п/2 П ,f cf O-n / 2 P, где со - углова  скорость вращени  исследуемого вала;where co is the angular velocity of rotation of the shaft under study; 3134327631343276 n - число подвижных элементов вn is the number of moving elements in подшипнике.bearing. 3. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что геометри- г ческие размеры паза вала выбраны из услови 3. The device according to claim 1, characterized in that the geometrical dimensions of the groove of the shaft are chosen from сwith JO JO L Н; В i 5,8- 10L N; B i 5.8-10 где L - длина паза; Б - ширина паза; Н - ширина внутреннего кольцаwhere L is the length of the groove; B - the width of the groove; H - the width of the inner ring подшипника;bearing; 1 - момент инерции кольца подшипника , ограниченного шш- щадью паза;1 - moment of inertia of the bearing ring bounded by the groove; минимальна  радиальна  сила, воспринимаема  пьезоэлектрическим датчиком на пороге его чувствительности, опре- дел ема  экспериментально; Е - модуль упругости материала внутреннего кольца подшипника . minimal radial force perceived by a piezoelectric sensor on the threshold of its sensitivity, determined experimentally; E is the modulus of elasticity of the material of the inner ring of the bearing.