SU1762144A1 - Method of determination of friction torque in bearings - Google Patents

Abstract

Использование: в измерительной технике . Сущность: в способе определени  момента трени  в подшипниках испытываемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала, нагружают радиальной и осевой силой и задают вращение валу. Нагружение осевой силой осуществл ют со стороны торца вала, замер ют мощность на трение от суммарного действи  радиальной и осевой сил, снимают осевую нагрузку и замер ют мощность на трение при радиальном нагружении. Момент трени  определ ют по соответствующей формуле. Благодар  этому повышаетс  точность измерени  за счет исключени  вли ни  радиально составл ющей нагрузки и устранени  взаимных перекосов наружных колец испытываемого подшипника, сокращаетс  врем  на проведение испытаний при доводке за счет исключени  р да операций. 1 ил.Usage: in the measuring technique. Essence: in the method of determining the moment of friction in bearings, the test head with bearings is mounted on the cantilever part of the shaft, loaded with radial and axial force and set the rotation to the shaft. The loading with an axial force is performed from the end of the shaft, the friction power is measured from the combined action of the radial and axial forces, the axial load is removed, and the friction power is measured during radial loading. The moment of friction is determined by the appropriate formula. This increases the measurement accuracy by eliminating the effect of the radial component of the load and eliminating the mutual misalignment of the outer rings of the bearing being tested, reducing the time required for testing while refining by eliminating a number of operations. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к способу измерени  момента трени  в подшипниках.The invention relates to a measurement technique, in particular, to a method for measuring a frictional moment in bearings.

Известен способ определени  осевых сил, действующих на подшипники качени , заключающийс  в том, что осевые силы, действующие на подшипники качени  определ ют по величине и характеру изгибных напр жений, замеренных с помощью тензо- датчиков, наклеенных на буртах подшипников .A known method for determining the axial forces acting on rolling bearings consists in that the axial forces acting on rolling bearings are determined by the magnitude and nature of the bending stresses measured by strain gauges glued on the collar of the bearings.

По полученным величинам осевых сил и размеров подшипника с учетом коэффициента трени  определ ют момент времени (авт.св. СССР № 216346, кл. G 01 М В/04, 1968).According to the obtained values of axial forces and bearing dimensions, taking into account the coefficient of friction, the time is determined (ed.St. USSR № 216346, Cl. G 01 M B / 04, 1968).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению  вл етс  способ определени  момента трени  в подшипниках , заключающийс  в том, что испытываемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала, нагружают радиальной и осевой силой, дают вращение валу и определ ют момент трени  по величине изменени  положени  корпуса испыта- тельной головки относительно его вертикальной оси, величина которой пропорциональна силе трени  от действи  осевой нагрузки в подшипнике.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution is a method of determining the moment of friction in bearings, which means that the test head with bearings is mounted on the cantilever part of the shaft, loaded with radial and axial force, rotates the shaft and determines the moment of friction by the magnitude of the change in the position of the test head body relative to its vertical axis, the magnitude of which is proportional to the frictional force of the axial load in the bearing.

Недостатком известного способа  вл ютс  низка  точность замеров момента трени  в буртах роликового подшипника из-за вли ни  момента трени  качени  от вертикальных составл ющих нагрузок и перекосов подшипников при относительных смещени х наружных и внутренних колец в осевом направлении, из-за наличи  зазора в головке между наружными кольцами испытываемых подшипников.A disadvantage of the known method is the low accuracy of measurements of the moment of friction in the shoulders of a roller bearing due to the influence of the moment of rolling friction from the vertical component loads and bearing distortions at relative displacements of the outer and inner rings in the axial direction, due to the presence of a gap in the head between outer rings of the tested bearings.

Из-за сложности реализации способа и невозможности непрерывного определени Due to the complexity of the implementation of the method and the inability to continuously determine

момента трени  при различных режимах на- гружени  из-за необходимости переналадки стенда на конкретный режим испытаний увеличиваетс  врем  на проведение доводочных испытаний.the moment of friction at different loading modes, due to the need to readjust the stand to a specific test mode, the time to carry out development tests increases.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и сокращение времени проведени  способа.The aim of the invention is to improve the accuracy and reduce the time spent on the process.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в отличие от известного способа определени  момента трени  в подшипниках, заключающегос  в том, что испытываемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала, нагружают радиальной и осевой силой, задают вращение валу, определ ют момент трени , в предлагаемом способе, нагружение осевой силой осуществл ют со стороны торца вала, замер ют мощност на трение от суммарного действи  радиальной и осевой сил, снимают осевую нагрузку и замер ют мощность на трение при радиальном нагружении, а момент трени  определ ют по следующей формулеThe goal is achieved by the fact that, in contrast to the known method for determining the moment of friction in bearings, the test head with bearings is mounted on the cantilever part of the shaft, loaded with radial and axial force, sets the rotation to the shaft, determines the moment of friction, in the proposed method , loading with axial force is performed from the end of the shaft, measuring the friction power from the total effect of the radial and axial forces, relieving the axial load and measuring the friction power under radial loading, and the moment of training is determined by the following formula

Q7R Мтр - -(N2-N1),Q7R Mtr - - (N2-N1),

где N2 - мощность, затраченна  на трение при осевом и радиальном нагружени х, кВт;where N2 is the power expended on friction under axial and radial loads, kW;

NI - мощность, затраченна  на трение при радиальном нагружении, кВт;NI - power expended on friction under radial loading, kW;

п - частота вращени  вала подшипника, об/мин.n is the frequency of rotation of the bearing shaft, rpm.

Сущность предлагаемого способа по сн етс  схемой стенда дл  реализации предлагаемого способа.The essence of the proposed method is explained by the scheme of the stand for the implementation of the proposed method.

Стенд дл  определени  момента трени  буксовых подшипников оси колесной пары транспортного средства содержит вал (ось) 1, установленный на опорах 2, на концах вала 1 размещены головки 3 с подшипниками 4 и упорами 5, 6. Стенд также содержит устройства радиального и осевого нагруже- ни  7, 8 и приводной электродвигатель 9.A stand for determining the moment of friction of axle bearings of the axle of the vehicle wheel pair contains a shaft (axis) 1 mounted on supports 2, heads 3 with bearings 4 and stops 5, 6 are placed at the ends of shaft 1. The stand also contains devices for radial and axial loading 7, 8 and the driving motor 9.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Испытываемый подшипниковый узел 4, насаженный на вал 1, устанавливают в головку 3, нагружают радиальной нагрузкой Рг, задают валу 1 вращение в любом направлении с частотой п, замер ют мощность NI (HVi) по току и напр жению приводного электродвигател  9, котора  затрачиваетс  на сопротивление трени  в подшипниках 4, головках 3 и в опорах 2 от действи  радиальной нагрузки. Затем при этой же частоте п вращени  вала нагружают испытываемый подшипник 4 со стороны торца вала 1, осевой нагрузкой Р0, при этом друга  головка 3, например, с контрольным подшипником 6 не воспринимает осевуюThe test bearing unit 4, mounted on shaft 1, is installed in head 3, is loaded with radial load Pg, shaft 1 is set to rotate in any direction with frequency n, current NI (HVi) is measured by current and voltage of drive motor 9, which is expended friction resistance in bearings 4, heads 3 and in supports 2 from the effect of radial load. Then, at the same frequency p of shaft rotation, the test bearing 4 is loaded from the end of shaft 1, with axial load P0, while the other head 3, for example, with control bearing 6, does not perceive axial

нагрузку, замер ют мощность N2 (), затрачиваемую на сопротивление (трению) в подшипниках 4, головках 3, опорах 2 при осевом и радиальном нагружени х. Момент трени  определ ют путем решени  системы уравнени the load is measured by the power N2 () expended on the resistance (friction) in bearings 4, heads 3, and supports 2 under axial and radial loads. The moment of friction is determined by solving the equation system

NI N0np + Nr-олNI N0np + Nr-ol

N2 Nonp + Мгол + N ,(1)N2 Nonp + Mg + N, (1)

где Nonp - затраченна  мощность в опо- 0 pax 2;where Nonp is the consumed power in 0 pax 2 opo;

Мгол - затраченна  мощность в подшипниковых головках 3;Mgol - power consumption in the bearing heads 3;

N - затраченна  мощность в одной из головок 3 при приложении к торцу вала 1 5 осевой нагрузки - Р0.N is the power expended in one of the heads 3 when an axial load is applied to the end of the shaft 1 5 - P0.

Реша  систему уравнени , получимSolving the equation system, we get

N N2-Ni (2)N N2-Ni (2)

Величину момента трени  в испытываемом подшипнике определ ют по формуле (N2-Ni),The amount of friction moment in the test bearing is determined by the formula (N2-Ni)

975975

где (коэффициент перехода от кВтwhere (conversion factor from kW

пP

к кГм);to kGm);

п -частота вращени  вала, об/мин.n is the frequency of rotation of the shaft, rpm.

5Предлагаемый способ определени  момента трени  повышает точность измерени  за счет исключени  вли ни  радиально составл ющей нагрузки, устранени  взаимных перекосов наружных колец испытывае0 мого подшипника, сокращает врем  на проведение испытаний при доводке и совершенствовании буксовых подшипников за счет исключени  р да операций.The proposed method for determining the friction torque increases the accuracy of measurement by eliminating the effect of radial component load, eliminating mutual distortions of the outer rings of the bearing being tested, reduces the time for testing when refining and improving the axle bearings by eliminating a number of operations.

Claims (1)

5Формула изобретени 5 Formula of Invention Способ определени  момента трени  в подшипниках, заключающийс  втом, что испытуемую головку с подшипниками устанавливают на консольную часть вала,The method of determining the frictional moment in bearings, in which the test head with bearings is mounted on the cantilever part of the shaft, 0 нагружают радиальной и осевой силой, задают вращение валу, определ ют момент трени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и сокращени  времени проведени  способа, нагружение0 load with radial and axial force, set the rotation of the shaft, determine the moment of friction, characterized in that, in order to increase accuracy and reduce the time of the method, loading 5 осевой силой осуществл ют со стороны торца вала, замер ют мощность на трение от суммарного действи  радиальной и осевой сил, снимают осевую нагрузку и замер ют мощность на трение при радиальном нагру0 жении, а момент трени  МТр определ ют по следующей формуле:5, the axial force is performed from the end of the shaft, the friction power is measured from the total effect of the radial and axial forces, the axial load is removed and the friction power is measured under the radial load, and the friction moment of the Mtra is determined by the following formula: Q7RQ7R Мтр -- -(), пMtr - - (), p где NI - мощность, затраченна  на трение 5 при осевом и радиальном нагружени х, кВт; N2 - мощность, затраченна  на трение при радиальном нагружении, кВт;where NI is the power expended on friction 5 under axial and radial loads, kW; N2 is the power spent on friction under radial loading, kW; п - частота вращени  вала подшипника, об/мин.n is the frequency of rotation of the bearing shaft, rpm. ЧH