КОМПЛЕКС ВИБРОДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Полезная модель относится к устройствам для диагностики механического состояния подшипников качения и предназначена преимущественно для использования в роликовых отделениях железнодорожных депо при ремонте подвижного состава.
Известен комплекс (устройство) вибродиагностики подшипников качения по патенту РФ на полезную модель №19165, МПК G01M 13/04. Устройство содержит станину с верхней опорной плитой, на которой установлен корпус со шпинделем, связанным с приводом его вращения. Устройство содержит также узел радиального нагружения испытуемого подшипника с пневмосистемой и узел датчикодержателя с вибродатчиком, связанным с виброизмерительной аппаратурой. Привод вращения шпинделя в известном устройстве содержит электродвигатель, установленный на основании станины. Вращение вала электродвигателя через ременную передачу передается на вал компенсационной буксы, размещенной на верхней опорной плите, и далее, через муфту на шпиндель с оправкой, на которой устанавливается испытуемый подшипник, при этом корпус шпинделя также закреплен на верхней опорной плите. Узлы датчикодержателя и радиального нагружения жестко скреплены с корпусом шпинделя.
Известное устройство по совокупности существенных признаков является наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Недостатками известного комплекса вибродиагностики подшипников качения являются относительно низкие точность и достоверность вибродиагностики подшипников, а также увеличенное время проведения вибродиагностики.
Низкая точность вибродиагностики подшипников обусловлена следующим. При передаче вращения от электродвигателя через ременную передачу на валу компенсационной буксы создается радиальная нагрузка и изгибающий момент (за счет натяжения ремня). Эти нагрузки создают дополнительную вибрацию вала компенсационной буксы, которая через муфту передается на шпиндель, а следовательно, и на испытуемый подшипник, внося погрешности в измерения. Кроме того, указанная вибрация вала компенсационной буксы через корпус и верхнюю опорную плиту станины передается на корпус шпинделя. Вибрация корпуса шпинделя соответственно передается на узлы радиального нагружения и датчикодержателя, жестко скрепленные с корпусом шпинделя, и на сам шпиндель, также внося погрешности в измерения вибрационных характеристик испытуемого подшипника.
Низкая достоверность и увеличенное время проведения вибродиагностики подшипников обусловлены следующим. По существующей в роликовых отделениях депо технологии ремонта, внутреннее кольцо подшипника, напрессованное на ось, контролируется непосредственно на оси и только в случае забраковки производится его распрессовка и замена. Наружное же кольцо подшипника с сепаратором и роликами снимается и, после мойки, разбирается для контроля, подшлифовки поверхностей качения и последующей сборки. При этом в известном устройстве, при вибродиагностике подшипника, его наружное кольцо неподвижно. Неподвижное наружное кольцо испытуемого подшипника контролируется только в зоне приложения радиальной нагрузки, где ролики контактируют с поверхностью качения. В остальной зоне, за счет радиального зазора в подшипнике, выявлять дефекты наружного кольца затруднительно. Поэтому приходится производить несколько замеров, поворачивая наружное кольцо на определенный угол, что значительно увеличивает время проведения процесса вибродиагностики. При этом не гарантируется полная достоверность полученных результатов.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение точности и достоверности вибродиагностики подшипников, а также уменьшение времени проведения вибродиагностики.
Указанный технический результат достигается тем, что в комплексе вибродиагностики подшипников качения, содержащем станину с верхней опорной плитой, на которой размещен корпус с оправкой для установки и закрепления испытуемого подшипника, привод вращения подшипника, включающий электродвигатель, закрепленный на основании станины, муфту и ременную передачу, узел радиального нагружения и вибродатчик, связанный с виброизмерительной аппаратурой, согласно полезной модели, ведущий шкив ременной передачи снабжен опорами, закрепленными на основании станины, и установлен соосно выходному валу электродвигателя, муфта выполнена упругой и размещена между выходным валом электродвигателя и ведущим шкивом, в качестве ведомого шкива использовано наружное кольцо испытуемого подшипника, при этом узел радиального нагружения выполнен в виде натяжного устройства ременной передачи.
Данное выполнение устройства за счет отсутствия посторонних вибраций на оправке, на которую устанавливается испытуемый подшипник, позволяет повысить точность вибродиагностики подшипников качения. Кроме того, вращение наружного кольца подшипника в процессе его вибродиагностики позволяет повысить достоверность результатов измерений.
Указанная выше совокупность существенных признаков полезной модели на дату подачи заявки неизвестна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где:
- на фиг.1 изображен общий вид устройства;
- на фиг.2 - то же, вид сбоку.
Комплекс вибродиагностики подшипников качения содержит станину 1 с верхней опорной плитой 2. На плите 2 закреплен корпус 3 с оправкой 4 для установки и закрепления эталонного внутреннего кольца 5 испытуемого типа подшипников. Кольцо 5 крепится на оправке 4 направляющим конусом 6. Также, с помощью направляющего конуса 6 на кольцо 5 устанавливается наружное кольцо 7 подшипника в сборе с сепаратором и роликами. Привод вращения подшипника включает электродвигатель 8, закрепленный на основании станины 1 на виброизолирующих опорах 9, муфту 10 и ременную передачу. Для уменьшения погрешности измерений, связанных с вибрацией электродвигателя 7, муфта 10 выполнена упругой. Ведущий шкив 11 ременной передачи снабжен опорами 12, закрепленными на основании станины 1, и установлен соосно выходному валу электродвигателя 8. Упругая муфта 10 размещена между выходным валом электродвигателя 8 и ведущим шкивом 11. В качестве ведомого шкива использовано наружное кольцо 7 испытуемого подшипника. Узел радиального нагружения выполнен в виде натяжного устройства ременной передачи, содержащего закрепленный на основании станины 1 пневмоцилиндр 13 с рычагом 14 и роликом 15, контактирующим с ремнем 16. На оправке 4 закреплена обечайка 17, служащая для сдвига ремня с наружного кольца 7 при его установке и снятии.
Вибродатчик 18 закреплен на оправке 4 и связан с виброизмерительной аппаратурой, включающей системный блок 19 с платой АЦП 20, усилитель 21, принтер 22 и монитор 23.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
На оправку 4 устанавливают эталонное внутреннее кольцо 5 и закрепляют его направляющим конусом 6. Приводной ремень 16 ослаблен и находится на обечайке 17. Испытуемое наружное кольцо подшипника 7 в сборе с сепаратором и роликами устанавливают по конусу 6 на внутреннее кольцо 5, а ремень 16 сдвигают на наружное кольцо 7. Включают подачу сжатого воздуха в пневмоцилиндр 13, рычаг 14 поворачивается и роликом 15 натягивает
ремень 16 и осуществляет радиальное нагружение подшипника до требуемой величины. Включают электродвигатель 8 и посредством ременной передачи обеспечивают вращение наружного кольца 7 испытуемого подшипника. С вибродатчика 18 производят запись уровней вибрации на виброизмерительную аппаратуру. При этом за один цикл измерений показания снимаются при радиальном нагружении всей поверхности наружного кольца 7 испытуемого подшипника. По показаниям, отображаемым на экране монитора 22, оценивают состояние испытуемого подшипника.
Таким образом, использование заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом повышает точность и достоверность вибродиагностики подшипников качения.