УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ В ПОДШИПНИКАХ КАЧЕНИЯ

Полезная модель относится к подшипниковой промышленности, в частности, к устройствам для измерения момента сопротивления в подшипниках качения и может быть использовано для испытания смазочных материалов и поиска рациональных режимов смазывания в реальных подшипниковых узлах.
Известно устройство для испытания смазочных материалов подшипников качения, которое содержит подвижное и неподвижное кольца с коническими опорными поверхностями, тела качения в виде шариков, заключенных в сепаратор, механизм нагружения и датчики, регистрирующие радиальные и осевые колебания (см. а.с. СССР №1043508, МПК G 01 М 13/04).
В известном техническом решении используется радиально-упорный шариковый подшипник специальной конструкции с коническими опорными поверхностями, который воспринимает только осевую нагрузку, то есть известное устройство не позволяет моделировать работу реальных подшипников качения. Кроме того, при использовании известного устройства о моменте сопротивления качению судят косвенно - по величине радиальных и осевых колебаний.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является установка для измерения момента сопротивления качению. Установка содержит станину, на которой в подшипниковых опорах установлены два параллельных вала (шпиндели), приводящиеся во вращение от электродвигателя через редуктор и конические зубчатые передачи. На валах консольно за пределами станины на подшипниках качения установлены ролики в виде колец (кольцевые образцы), контактирующие между собой по наружной поверхности, наружная поверхность которых профилируется в
зависимости от поставленных при испытаниях задач. Один из валов связан с роликом упругим элементов, на котором размещается тензометрическое устройство (Пинегин С.В. Трение качения в машинах и приборах. - М.: Машиностроение, 1976, с.131-132, рис.3).
Недостатком известного технического решения является низкая точность измерения момента сопротивления качению и сложность конструкции установки. Используя известную установку моделируется процесс качения ролика по ролику, а не тел качения в реальных подшипниках. При измерении момента сопротивления с помощью применяемого тензометрического устройства измеряется полный момент, состоящий из момента сопротивления качению ролика по ролику и момента сопротивления в подшипниках, без замера каждого в отдельности, что вносит трудно определимую погрешность в результаты испытаний. Кроме того, размещение упругого элемента и тензометрического устройства на вращающемся валу создает трудности передачи сигнала на регистрирующее устройство и усложняет конструкцию.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение точности определения момента сопротивления качению в подшипниках и упрощение конструкции.
Согласно предложению в известной установке, содержащей станину, на которой в подшипниковых опорах установлены с возможностью вращения от электропривода через механическую передачу два параллельных вала, причем на каждом из валов на подшипниках установлены одинаковые ролики в виде колец, контактирующие между собой по наружной поверхности, а один из роликов связан посредством упругого элемента с тензометрическим устройством, ролики установлены с возможностью поворота на малый угол, а упругий элемент тензометрического устройства, связанный с одним из роликов,
укреплен неподвижно на станине, кроме того, в каждом ролике выполнены два отверстия для подвода смазочного материала и установки датчиков температуры.
Кроме того, привод валов выполнен в виде двух электродвигателей и клиноременной передачи с переменным передаточным числом.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен вид сверху на разработанную установку.
Установка содержит станину 1 с подшипниковыми опорами 2, в которых установлены параллельные валы, 3. На каждом из валов 3 насажены испытуемые подшипники 4, на наружных кольцах смонтированы ролики 5 в виде колец, контактирующие между собой по наружной поверхности. Один из роликов 5 связан со станиной 1 упругим элементом 6 с тензометрическим устройством 7. У роликов 5 выполнены сквозные отверстия 8 и 9 для подвода смазочного материала и установки датчиков температуры. Валы 3 приводятся во вращение от электродвигателей (на рис. не показаны) через клиноременные передачи 10 с переменным передаточным числом. Для нагружения испытуемых подшипников 4 радиальными усилиями требуемой величины используются винтовые нажимные устройства 11 с динамометрическими пружинами 12.
Установка работает следующим образом.
Смазочный материал через отверстия 8 подается в подшипники 4, которые нагружаются определенной радиальной нагрузкой с помощью винтовых нажимных устройств 11. Величина нагружения определяется по деформации динамометрических пружин 12. Валы 3 приводятся во вращение от электродвигателей через клиноременные передачи 10. Возникающие в подшипниках моменты сопротивления качению передаются на упругий элемент 6 и фиксируются тензометрическим устройством 7. Температура внутри подшипниковых узлов контролируется температурными датчиками, размещенными в
отверстиях 9 роликов 5. Изменяя такие параметры, как вязкость смазочного материала, скорость вращения, радиальные усилия, температуру, и использую положения теории подобия, установка позволяет моделировать работу реальных подшипниковых узлов.
Применение установки, разработанной конструкции, позволяет моделировать работу реальных подшипников качения при различных режимах смазывания (вязкость смазочного материала, скорость вращения, радиальное усилие, температура), что позволяет с высокой точностью оценивать работу подшипниковых узлов машин и агрегатов.
Разработанная установка использовалась для моделирования работы подшипников качения рабочих валков чистовой группы клетей стана 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Проведенные исследования позволили определить рациональные режимы смазывания, применение которых обеспечило снижение расход смазочного материала на 50% и повышение срок службы подшипников на 20%.