СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ОСЕВОГО НАГРУЖЕНИЯ ПОДШИПНИКА С КОНТРОЛЕМ ПРИЛАГАЕМОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ

Полезная модель относится к области испытательной техники и может быть использована для исследования подшипников качения при входном контроле на промышленных объектах.
Известен узел осевого нагружения подшипника (патент SU 1310668), в котором нагружение торца наружного кольца подшипника осуществляется кольцом с тремя выступами (имеется комплект сменных колец на различные диаметры подшипников), которое связано с мембраной пневмоцилиндра, посредством подачи в пневмоцилиндр сжатого воздуха, с предварительным подводом устройства в определенное положение, обеспечивающее провисание мембраны на 1 мм, которое контролируется визуально, что позволяет упорному кольцу самоустановиться относительно торца наружного кольца диагностируемого подшипника.
Недостатком известного узла осевого нагружения является длительность операций подготовки устройства к диагностике, заключающаяся в установке или периодической переустановки кольца нагружения (из комплекта сменных колец) на различные диаметры подшипников, а также установка устройства в положении, обеспечивающем гарантированное провисания мембраны, ориентировочно на 1 мм, для обеспечения самоустановки кольца нагружения.
Известна система диагностики подшипников качения (Патент на полезную модель №100252 U8, МПК G01M 13/04, 22.12.2009 г.), являющаяся наиболее близким аналогом, содержащая стол с плитой, на которой расположен асинхронный двигатель, соединенный через виброизолируюшую муфту с высокоточным шпинделем для установки оправки с подшипником, комплексное измерительное устройство, пьезоэлектрический преобразователь которого не имеет металлической связи с деталями привода.
Недостатком прототипа является длительность операции подготовки устройства к диагностике, заключающаяся в установке пальцев нагружения на наружный диаметр подшипника, а также за счет жесткой конструкции устройства нагружения пальцы, при воздействии на наружное кольцо подшипника, устанавливают его с перекосом относительно внутреннего кольца, что отрицательно влияет на результаты измерений.
Целью предлагаемой полезной модели является разработка системы вибродиагностики подшипников качения, позволяющей получать объективные вибрационные характеристики подшипника в автоматическом режиме, с одновременным упрощением процедуры установки устройством осевого нагружения (УОН) для проведения диагностики и повышения правильности и повторяемости вибродиагностики путем исключения перекоса деталей подшипника относительно друг друга.
Поставленная задача в системе диагностики подшипников качения, содержащей стол с плитой, на которой расположен асинхронный двигатель, соединенный через виброизолируюшую муфту с высокоточным шпинделем для установки оправки с подшипником, комплексное измерительное устройство, пьезоэлектрический преобразователь которого не имеет металлической связи с деталями привода, решается тем, что содержит УОН с самоустанавливающимися упорными пальцами.
Поставленная задача решается также тем, что УОН содержит: рамную конструкцию, датчик усилия, рычажно-шарнирную систему, качающуюся секцию, упорные пальцы, при этом упорные пальцы УОН одновременно разводятся и самоустанавливаются по фактическому положению торца наружного кольца диагностируемого подшипника, базируемого на оправке.
Анализ существенных признаков показал, что за счет одновременной самоустановки упорных пальцев (по фактическому положению подшипника на оправке) при осевом нагружении, в процессе измерения вибрационных характеристик на измерительной системе, обеспечивается равномерное распределение нагрузки на кольцо подшипника по трем точкам и исключает перекос кольца подшипника, что положительно влияет на правильность и повторяемость результатов измерений в соответствии с требованиями раздела 6 ГОСТ Р ИС05725-6 "Методы контроля стабильности результатов измерений в пределах лаборатории".
Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1, 2, 3.
На Фиг. 1 представлен общий состав системы диагностики подшипников качения, Фиг. 2 - устройство осевого нагружения в разрезе, вид сбоку, Фиг. 3 - устройство осевого нагружения, вид сзади.
Система диагностики подшипников (Фиг. 1) состоит из стола (1) с монтажной плитой (2), на которой установлен электропривод (3), соединенный через виброизолирующую муфту (4) с высокоточным шпинделем (5). Диагностируемый подшипник (6) установлен на конусе шпинделя с помощью оправки (7), осевая нагрузка создается устройством осевого нагружения (8), а к наружному кольцу подшипника подведен в радиальном направлении комплексное измерительное устройство (9) с датчиком усилия. Блок управления (10) соединен с компьютером (11), датчиками, установленными в устройстве осевого нагружения (8) и комплексном измерительном устройстве (9), а также с печатающим устройством (12). Электрические сигналы от датчиков поступают в модули блока управления и, затем, в компьютер, где они в соответствии с программным обеспечением фиксируются, заносятся в базу данных и формируют физическую модель динамического процесса в подшипнике, которая сопоставляется с нормативными параметрами для данного типа подшипника и выводится в виде цифровых физических величин на монитор (13) и печать в автоматическом режиме.
Предложенное устройство осевого нагружения подшипника (УОН) (Фиг. 2, Фиг. 3) содержит рамную конструкцию, включающую: корпус 14, держатель 15, стойки 16, пластину 17; датчик усилия 18; рычажно-шарнирную систему, включающую звездочку 19, рычаги 20, шарниры 21, сферический шарнир 22, пружины 23, 24; три упорных пальца 25, втулки 26, качающуюся секцию 27, при этом упорные пальцы устройства одновременно самоустанавливаются по торцу диагностируемого подшипника.
Устройство работает следующим образом:
Диагностируемый подшипник устанавливается на оправку, базирующуюся на конусе шпинделя, нагружение осуществляется при подводе к подшипнику (6) приводного механизма (на котором базируется УОН - на рисунках не показан) тремя упорными пальцами 25, свободно перемещающихся в осевом направлении во втулках 26 с упором в качающуюся секцию 27 на сферическом шарнире 22, которая замкнута на упорной сферической части датчика усилия 18, который жестко закреплен на рамной конструкции, включающей: корпус 14, держатель 15, стойки 16, пластину 17.
Пружины 23, 24 обеспечивают постоянный контакт упорных пальцев 25 с качающейся секцией 27. Качающаяся секция 27 обеспечивает самоустановку упорных пальцев 25 по фактическому положению наружного кольца диагностируемого подшипника качения, базирующегося на оправке (не показана). Раздвижение упорных пальцев 25 на наружный диаметр диагностируемого подшипника осуществляется одной операцией при помощи рычажно-шарнирной системы, включающей звездочку 19, рычаги 20, шарниры 21, которая обеспечивает одновременное раздвижение упорных пальцев 25 с втулками 26 в пазах пластины 17.
Подводят комплексное измерительное устройство с датчиком усилия (9) к наружному кольцу подшипника в радиальном направлении и измеряют вибрационные характеристики подшипника.
Применение системы диагностики подшипников качения с устройством осевого нагружения, содержащего самоустанавливающиеся упорные пальцы исключает перекос наружного кольца подшипника относительно обоймы и внутреннего кольца, что позволяет шарикам обкатываться по дорожкам качения без перекоса дорожек качения и обеспечивать регламентируемый стандартом метод проведения измерений, а также минимизировать затраты на текущий и капитальный ремонт машин и механизмов.