УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ ПОДШИПНИКА

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначено для исследования и испытания подшипников качения.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для диагностики подшипников электрических машин, которое содержит токосъемник, соединяющий внутреннее кольцо подшипника с блоком задания уровня сигнала, первый блок формирования импульсов и одновременно вибропреобразователь, регистрирующий вибрацию подшипника, а также усилитель, фильтр, второй формирователь импульсов, логический элемент и блок регистрации (см. Авторское свидетельство СССР №1231419, Кл. G01M 13/04, 1986).
Недостатками устройства является то, что техническая реализация устройства не достаточна для определения диагностического параметра, который несет подробную информацию о характере дефектов и параметрах процессов контактирования. Таким образом, область применения принятого за прототип известного устройства контроля и его достоверность при исследовании подшипников ограничены.
Предлагаемое устройство решает задачу получения более полной диагностической информации о состоянии подшипника за счет анализа функции взаимной корреляции электрического сопротивления и электродвижущей силой (ЭДС), генерируемого в зоне трения.
Указанный результат достигается тем, что вращают одно из колец подшипника с рабочей частотой, нагружают подшипник постоянной по величине радиальной силой и измеряют электрическое сопротивление и ЭДС, а о процессах, происходящих в рабочей зоне подшипника, судят по взаимной корреляционной функции ЭДС и электрического сопротивления.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема устройства, а на фиг.2 - графики зависимостей, иллюстрирующие пример работы устройства.
На валу 1, приводящий в движение подшипник качения 2, установлено устройство нагружения 3. Кроме этого, установка снабжена электронным блоком обработки сигналов ЭДС и электрического сопротивления, поступающих с подшипника качения. Данный блок состоит из токосъемника 4, ключа 5, который переключает последовательно сигнал, идущий от подшипника то к преобразователю напряжения в сопротивление 6, то к усилителю сигнала ЭДС 7. Преобразователь напряжение-сопротивление 6 и усилитель 7 последовательно подключены к дифференцирующему устройству сигнала электрического сопротивления 8 и к дифференцирующему устройству сигнала ЭДС 9 соответственно. Далее сигналы поступают на устройство синхронизации и на блок вычисления взаимной корреляционной функции 11.
Устройство работает следующим образом. С помощью вала 1 вращают испытуемый подшипник 2 с рабочей частотой, а устройством 3 нагружения создают постоянную по величине радиальную силу. С помощью измерительной цепи, состоящей из блоков 4-11, измеряют значение электрического сопротивления, ЭДС и потом находят взаимную корреляционную функцию по формуле , по параметрам которой судят о состоянии подшипника.
1
При вращении кольца подшипника во фрикционном взаимодействии оказываются участки рабочих поверхностей с различной микро- и макрогеометрией, следствием чего является непрерывное изменение значения активного электрического сопротивления между кольцами подшипника. Сигналы электрического сопротивления и ЭДС (фиг.2), снимаемые с подшипника с помощью токосъемника 4, последовательно поступают на ключ 5 электрической схемы. С ключа сигналы, пропорциональные активному сопротивлению и ЭДС, поступают на преобразователь напряжения в сопротивление 6 и усилитель сигнала ЭДС 7, а затем на устройства дифференцирования 8 и 9, где из них выделяется импульсная составляющая. С выхода устройств дифференцирования 8 и 9 сигналы поступают на входы устройства синхронизации 10, которое производит смещение во времени одного из сигналов на период переключения ключа 5. Устройство синхронизации выполнено в виде элемента задержки аналогового сигнала. Измеритель ВКФ 11 позволяет с дискретностью 2T (фиг.2) аналоговым способом получать взаимную корреляционную функцию производных сигналов электрического сопротивления R(t) и ЭДС e(t) зоны трения. По параметрам взаимной корреляционной функции судят о состоянии зоны трения в моменты контактирования тел и колец подшипника при разрушении смазочного слоя.
При этом, за счет возможности оценки скорости изменения сигналов сопротивления и ЭДС, и их взаимной корреляционной функции можно оценивать ударные составляющие взаимодействия дефектов трибосопряжений при их контактировании, что не было достигнуто в прототипе. Предложенное устройство, таким образом, обеспечивает возможность контроля состояния подшипников качения в рабочей зоне.