SU1763927A1 - Device for roller bearing dead-lock wearing detecting - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к подшипниковой промышленности, преимущественно к контролю износа подшипников. Цель - повышение точности и расширение функциональных возможностей. Устройство дл  контрол  аварийного износа содержит измерительную систему с датчиком перемещени . Последний включает конусное ферромагнитное кольцо, смонтированное на подвижном конусном элементе, и три статора в виде магнитных головок, установленных в крышке с конусным углублением. Магнитные головки электрически св заны с универсальным усилителем электрических сигналов. Износ подшипников определ етс  по интегральному изменению их радиальных и осевых зазоров. Устройство позвол ет автоматизировать процесс контрол  аварийного износа в различных издели х по техническому состо нию. 4 ил. (Л СThe invention relates to the bearing industry, mainly to the control of bearing wear. The goal is to increase accuracy and enhance functionality. A device for monitoring accidental wear contains a measuring system with a displacement sensor. The latter includes a conical ferromagnetic ring mounted on a movable conical element, and three stator in the form of magnetic heads installed in the cover with a conical recess. The magnetic heads are electrically connected to the universal electrical signal amplifier. Bearing wear is determined by the integral change in their radial and axial clearances. The device allows to automate the process of control of accidental wear in various products according to the technical condition. 4 il. (Ls

Description

Изобретение относитс  к подшипниковой промышленности и может быть использовано преимущественно дл  контрол  износа подшипников в процессе их испытаний и эксплуатации.The invention relates to the bearing industry and can be used primarily to control the wear of bearings during their testing and operation.

Цель - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства .The goal is to increase the accuracy and enhance the functionality of the device.

На фиг. 1 представлена схема устройства дл  контрол  аварийного износа; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - расположение подвижного элемента относительно статоров датчика перемещени  при радиальном смещении вала, на фиг. 4 - расположение подвижного элемента относительно статоров датчика перемещени  при осевом смещении вала.FIG. 1 shows a diagram of a device for monitoring accidental wear; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows the arrangement of the movable element relative to the stators of the displacement sensor with a radial displacement of the shaft; FIG. 4 shows the arrangement of the movable element relative to the stators of the displacement sensor with axial displacement of the shaft.

Устройство дл  контрол  аварийного износа подшипникового узла, например сDevice for monitoring accidental wear of a bearing assembly, for example with

двум  подшипниками 1 и 2, установленными на валу 3 в корпусе 4, содержит измерительную систему с датчиком перемещени . Датчик перемещени  включает корпус в виде крышки 4 с коническим углублением , закрепленной на торце корпуса 4 подшипникового узла, подвижный элемент 6 с конической наружной поверхностью, смонтированный на торце вала 3 подшипникового узла, и установленное на конической поверхности подвижного элемента 6 в виде усеченного конуса ферромагнитное кольцо 7. В зазоре между коническими поверхност ми крышки 5 и подвижного элемента 6 и установлены закрепленные в крышке 5 три равномерно расположенных по окружности статора датчика в виде магнитных головок 8. Магнитные головки 8 электрически св заны с универсальным усилителем 9 электричеXITwo bearings 1 and 2, mounted on shaft 3 in housing 4, comprise a measuring system with a displacement sensor. The displacement sensor includes a housing in the form of a cover 4 with a conical recess fixed on the end of the housing 4 of the bearing assembly, a movable element 6 with a conical outer surface mounted on the end of the shaft 3 of the bearing assembly, and a ferromagnetic ring mounted on the conical surface of the movable element 6 in the form of a truncated cone 7. In the gap between the conical surfaces of the cover 5 and the movable element 6 and mounted three evenly spaced around the stator circumference of the sensor in the form of magnetic g adroit 8. Magnetic head 8 is electrically coupled with the universal amplifier 9 elektricheXI

ОABOUT

со ю го VJfrom your th vj

ских сигналов, выход которого св зан с блоком 10 звуковых сигналов. Устройство может содержать по крайней мере три магнитные головки, однако при необходимости их количество может быть увеличено.signals, the output of which is associated with a block of 10 beeps. The device may contain at least three magnetic heads, however, if necessary, their number can be increased.

В устройстве могут быть использованы как типовые магнитные головки воспроизведени  или универсальные, так и специализированные безюстировочные магнитные головки.The device can be used as a typical magnetic playback heads or universal, and specialized non-adjusting magnetic heads.

Кажда  магнитна  головка заключена в экран и может быть подпружинена (на фиг. 1 не показано), а ее ось перпендикул рна образующей поверхности конуса элемента 6 и установлена в крышке 5 с возможностью радиального перемещени  дл  регулировки и изменени  чувствительности измерительной системы, а в случае необходимости и при записи. Установка магнитной головки с пружиной, во-первых, позволит уменьшить возможные вибрации, во-вторых, при необходимости может обеспечивать заданное давление головки на рабочий ферромагнитный слой при достижении аварийного износа подшипников качени .Each magnetic head is enclosed in a shield and can be spring-loaded (not shown in Fig. 1), and its axis is perpendicular to the forming surface of the cone of element 6 and installed in the cover 5 with the possibility of radial movement to adjust and change the sensitivity of the measuring system, and if necessary and when recording. Installing the magnetic head with a spring, firstly, will reduce possible vibrations, and secondly, if necessary, can provide a predetermined head pressure on the working ferromagnetic layer when the accidental wear of the rolling bearings is reached.

Ферромагнитное кольцо 7 предназначено дл  сохранени  в нем магнитной записи и может содержать, например, частицы гаама-окисла железа, двуокими хрома и т.п., нанесенных путем напылени  на поверхность конуса элемента 6. Может использоватьс  также и отрезок магнитофонной ленты в виде кольца, с магнитной записью и, например , с помощью кле , закрепленной на поверхности конуса элемента 6. Ширина ферромагнитного кольца 7 определ етс  предварительно расчетным или экспериментальным путем таким образом, чтобы при предельно допустимом аварийном износе подшипников качени , т.е. при предельно допустимых радиальном и осевом смещени х вала 3 рабоча  поверхность каждой магнитной головки располагалась в районе ферромагнитного кольца. Информаци  на ферромагнитном кольце может быть записана при вращении вала 3 с заданной скоростью с помощью записывающей магнитной головки, установленной взамен одной из примен емых воспроизвод щих головок или с использованием одной из магнитных головок (при варианте устройства с универсаль- ными магнитными головками). Дл  проведени  записи магнитную головку смещают по оси в радиальном направлении до сближени  с ферромагнитным кольцом. Магнитна  запись может производитьс  при использовании типовой аппаратуры, примен емой при магнитофонных запис х. При необходимости в качестве усилител  записывающей информации можно использовать и непосредственно универсальный усилитель 9 самого устройства. Магнитна  запись может быть любой, например, в виде тактовых импульсов, высокочастотных звуковых сигналов типа свиста, сирены и т.п.Ferromagnetic ring 7 is intended to preserve magnetic recording in it and may contain, for example, particles of gaam-iron oxide, chromium dioxides, etc., deposited on the surface of the cone of the element 6 by spraying. with magnetic recording and, for example, with the help of glue fixed on the surface of the cone of the element 6. The width of the ferromagnetic ring 7 is determined in advance by calculation or experimentally so that with the maximum permissible emergency and Rolling bearing performance, i.e. With the maximum permissible radial and axial displacements of the shaft 3, the working surface of each magnetic head was located in the region of the ferromagnetic ring. Information on the ferromagnetic ring can be recorded by rotating the shaft 3 at a given speed using a recording magnetic head, installed instead of one of the used reproduction heads or using one of the magnetic heads (with a variant of the device with universal magnetic heads). To record, the magnetic head is shifted axially in the radial direction until it approaches the ferromagnetic ring. Magnetic recording can be made by using standard equipment used for magnetic tape recordings. If necessary, the universal amplifier 9 of the device itself can also be used as an amplifier for recording information. Magnetic recording can be any, for example, in the form of clock pulses, high-frequency sound signals such as whistles, sirens, etc.

Конус элемента 6 может быть изготовлен как из электропроводного, так и диэлектрического материала, и при этом, иметь как внешнюю коническую поверхность, так иThe cone of the element 6 can be made of both electrically conductive and dielectric material, and at the same time, have both an external conical surface and

0 внутреннюю коническую поверхность.0 internal conical surface.

При конструктивном исполнении конуса элемента 6 с внутренней конусной поверхностью магнитные головки располагаютс  таким образом, чтобы их рабочие поверхно5 сти также были обращены к ферромагнитному покрытию. Измен   конусность поверхности элемента б, т.е. увеличива  или уменьша  угол наклона образующей поверхности , можно измен ть чувствительностьWith the design of the cone of the element 6 with the inner conical surface, the magnetic heads are arranged so that their working surfaces also face the ferromagnetic coating. Change the conicity of the surface of the element b, i.e. by increasing or decreasing the angle of inclination of the generator surface, it is possible to change the sensitivity

0 измерительной системы, так как чем меньше угол наклона образующей к оси конуса, тем меньше требуема  величина осевого смещени  вала дл  срабатывани  измерительной системы. Следовательно, при мень5 шей величине износа контролируемых подшипников произойдет сближение рабочих поверхностей магнитных головок и ферромагнитного покрыти .0 of the measuring system, since the smaller the angle of inclination of the generatrix to the cone axis, the smaller the required value of the axial displacement of the shaft for actuation of the measuring system. Consequently, with a smaller amount of wear of the controlled bearings, the working surfaces of the magnetic heads and the ferromagnetic coating will converge.

Устройство ДЛР контрол  аварийногоDevice DLR control emergency

0 износа подшипникового узла работает следующим образом.0 wear of the bearing unit operates as follows.

Первоначально производитс  тарировка измерительной системы. Дл  этого расчетным или экспериментальным путемInitially, the calibration of the measuring system is performed. For this calculation or experimentally

5 определ ют предельно допустимые величины радиального и осевого смещений вала 3, соответствующих аварийному износу подшипников 1 и 2 конкретного подшипникового узла. Смеща  каждую магнитную головку5, the maximum permissible values of the radial and axial displacements of the shaft 3 are determined, which correspond to the emergency wear of the bearings 1 and 2 of the particular bearing assembly. Offset every magnetic head

0 8 в радиальном направлении, устанавливают все магнитные головки 8 на заданном рассто нии от поверхности ферромагнитного кольца 7. Представленный на фиг. 2 вид по сечению А-А соответствует исходному0 8 in the radial direction, all the magnetic heads 8 are set at a predetermined distance from the surface of the ferromagnetic ring 7. In FIG. 2 view across section AA corresponds to the original

5 состо нию (расположению) магнитных головок 8 и конуса элемента 6 относительно друг друга.5 state (location) of the magnetic heads 8 and the cone of the element 6 relative to each other.

В процессе эксплуатации или испытаний контролируемых подшипников 1 и 2 из0 за износа их деталей происходит увеличение их внутренних зазоров - радиальных и осевых. В результате этого возникают смещени  вала 3 в радиальном и горизонтальном направлении. Дл  просто5 ты объ снени  механизма работы устройства рассмотрим раздельно радиальное и осевое смещение вала 3.During operation or testing of monitored bearings 1 and 2 of 0, for the wear of their parts an increase in their internal clearances - radial and axial - occurs. As a result, the shaft 3 is displaced in the radial and horizontal direction. To simply explain the mechanism of operation of the device, we consider separately the radial and axial displacement of the shaft 3.

При смещении вала 3, например, на величину д вверх в радиальном направлении (фиг. 3) происходит уменьшение зазораWhen the displacement of the shaft 3, for example, by the value of d up in the radial direction (Fig. 3) decreases the gap

между рабочей поверхностью магнитной головки 8 и поверхностью ферромагнитного кольца 7. Так как на ферромагнитном кольце 7 записана информаци , то при достижении заданного предельно допустимого зазора (взаимного контакта) между рабочей поверхностью магнитной головки 8 и поверхностью ферромагнитного кольца 7, т.е. при достижении аварийного износа (по радиальному зазору) контролируемого подшипникового узла в обмотке магнитной головки возникает ЭДС, котора  усиливаетс  с помощью универсального усилител  9, и записанные электрические сигналы воспроизвод тс  с помощью блока звуковых сигналов, например, электродинамическим громкоговорителем.between the working surface of the magnetic head 8 and the surface of the ferromagnetic ring 7. Since information is recorded on the ferromagnetic ring 7, when the specified maximum permissible gap (mutual contact) between the working surface of the magnetic head 8 and the surface of the ferromagnetic ring 7 is reached, i.e. when emergency wear is reached (by radial clearance) of the monitored bearing assembly, an emf is generated in the winding of the magnetic head, which is amplified by the universal amplifier 9, and the recorded electrical signals are reproduced by an audio signal unit, for example, an electrodynamic loudspeaker.

При осевом смещении приводного вала 3 вправо (в сторону крышки 5) в результате износа подшипников 1 и 2 подшипникового узла зазоры между рабочими поверхност ми магнитных головок 8 и поверхностью ферромагнитного кольца 8 уменьшаютс  (фиг. 4). При достижении заданного предельно допустимого зазора (взаимного контакта ) между рабочими поверхност ми головок и ферромагнитного кольца, возникающа  ЭДС усиливаетс  и воспроизводитс  блоком звуковой сигнализации. При необходимости к усилителю 9 могут быть подключены блок световой сигнализации, самописец и другие электронные измерительные приборы.When the drive shaft 3 is axially displaced to the right (towards the cover 5), as a result of wear of the bearings 1 and 2 of the bearing assembly, the gaps between the working surfaces of the magnetic heads 8 and the surface of the ferromagnetic ring 8 decrease (Fig. 4). When a predetermined maximum allowable gap (mutual contact) is reached between the working surfaces of the heads and the ferromagnetic ring, the resulting EMF is amplified and reproduced by the audible alarm unit. If necessary, the light signaling unit, a recorder and other electronic measuring devices can be connected to the amplifier 9.

В предлагаемом устройстве предусмотрена также и возможность регулировки чувствительности измерительной системы путем изменени  угла конусности конуса элемента 6; смещени  в радиальном направлении магнитных головок 8 относительно поверхности конуса элемента 6; конус элемента 6 и магнитные головки 8 при необходимости могут быть установлены на любой консольной части вала 3.The proposed device also provides the ability to adjust the sensitivity of the measuring system by changing the taper angle of the cone of the element 6; displacement in the radial direction of the magnetic heads 8 relative to the surface of the cone of the element 6; the cone of the element 6 and the magnetic heads 8, if necessary, can be mounted on any cantilever part of the shaft 3.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность контрол  аварийного износа подшипникового узла, так как износ его подшипников определ етс  по интегральному изменению их радиальных и осевыхThe proposed device makes it possible to increase the accuracy of monitoring the emergency wear of a bearing assembly, since the wear of its bearings is determined by the integral change of their radial and axial

зазоров. Устройство позвол ет автоматизировать процесс контрол  аварийного износа подшипниковых узлов, что позвол ет эксплуатировать нетолько с ами подшипники , но и издели  по техническому состо нию .clearances. The device allows you to automate the process of monitoring the emergency wear of bearing assemblies, which allows you to operate not only bearings but also products according to their technical condition.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  контрол  аварийного износа подшипников качени , содержащее измерительную систему с датчиком перемещени , включающим корпус с коническим углублением и элементами дл  креплени  на торце подшипникового узла и подвижный элемент с конической наружной поверхностью и посадочными поверхност ми дл Apparatus of the Invention A device for monitoring accidental wear of rolling bearings, comprising a measuring system with a displacement sensor, comprising a housing with a conical recess and elements for mounting on the end face of the bearing assembly and a movable element with a conical outer surface and seating surfaces креплени  на торце вала подшипникового узла, а также установленные в зазоре между коническими поверхност ми корпуса и подвижного элемента на корпусе два статора датчика перемещени , отличающеес fastening at the end of the shaft of the bearing unit, as well as two stator of displacement sensor installed in the gap between the conical surfaces of the housing and the movable element on the housing; тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей , датчик перемещени  снабжен выполненным в виде усеченного конуса и установленным на конической поверхностиBy the fact that, in order to increase accuracy and expand functionality, the displacement transducer is equipped with a truncated cone and mounted on a conical surface. подвижного элемента ферромагнитным кольцом и по меньшей мере одним дополнительным статором, при этом статоры датчика равномерно расположены по окружности и выполнены в виде магнитных головок.rolling element ferromagnetic ring and at least one additional stator, with the stators of the sensor evenly spaced around the circumference and made in the form of magnetic heads. Фиг. 7FIG. 7 Фиг. 2FIG. 2 Фиг.ЗFig.Z