Подшипник качения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Савченко Андрей Леонидович Минченя Николай Тимофеевич Минченя Владимир Тимофеевич(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Подшипник качения, содержащий внутреннее и наружное кольца, расположенные между ними тела качения, разделенные сепаратором, датчик угла поворота и скорости вращения внутреннего кольца, состоящий из преобразователя, расположенного на наружном кольце, и якоря на внутреннем кольце, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик угла поворота и скорости вращения сепаратора, состоящий из преобразователя,расположенного на наружном кольце, и якоря на сепараторе.(56) 1. Мехатронные подшипники промышленного применения Электронный ресурс М., 200-. - Режим доступа //// - Загл. с экрана. Дата доступа 10.11.10 (прототип). 73882011.06.30 Полезная модель относится к области деталей машин и приборов, а именно к подшипникам для обеспечения вращательного движения. Наиболее близким к предлагаемому является подшипник качения 1, содержащий внутреннее и наружное кольца, расположенные между ними тела качения, разделенные сепаратором, датчик угла поворота и скорости вращения внутреннего кольца, состоящий из преобразователя, расположенного на наружном кольце, и якоря на внутреннем кольце. Недостатком этого подшипника является невозможность диагностики его состояния в процессе работы. В основу полезной модели положена задача по обеспечению диагностики состояния подшипника в процессе работы. Поставленная задача решается тем, что подшипник качения, содержащий внутреннее и наружное кольца, расположенные между ними тела качения, разделенные сепаратором,датчик угла поворота и скорости вращения внутреннего кольца, состоящий из преобразователя, расположенного на наружном кольце, и якоря на внутреннем кольце, дополнительно содержит датчик угла поворота и скорости вращения сепаратора, состоящий из преобразователя, расположенного на наружном кольце, и якоря на сепараторе. Сущность полезной модели поясняется фигурой. Подшипник качения содержит внутреннее кольцо 1 и наружное кольцо 2, между которыми расположены тела качения 3, разделенные сепаратором 4. В наружное кольцо встроены индуктивные преобразователи 5 и 6 для измерения скоростей вращения сепаратора и внутреннего кольца. Якори 7 и 8 в виде колец с ферромагнитными метками, взаимодействующие с преобразователями 5 и 6, установлены соответственно на сепаратор и внутреннее кольцо. Для подключения подшипника к системе имеется кабель 9. Такая конструкция подшипника позволяет оценить колебания относительной скорости вращения сепаратора, которая связана с отклонениями размеров элементов подшипника,возникающими в результате их износа и появления дефектов, в частности диаметров дорожек качения колец и шариков. При вращении внутреннего кольца со скоростью вн скорость вращения сепаратора вн где- диаметр шариков- диаметр по центрам шариков- угол контакта. Угол контактаопределяется зависимостью внн 1 / 2(112) 1121,внн 2(внн) где 1 и 1 - диаметры по дну желобов наружного и внутреннего колец н и вн - радиусы желобов наружного и внутреннего колец. С учетом того, что нвнж и упругих деформаций в местах контакта 2 ж 1 / 2(112) 2 ж 1 / 2(11 ) 4 0 - осевая нагрузка на один шарик- малая полуось эллиптической площади контакта. Если рассматривать зависимость с от колебаний , 1, 1, то можно записать с с с 1 ,с отн 1 73882011.06.30 1, 1 - отклонения диаметра желобов. Частные производные по переменным параметрам определяются по выражениям с вн 2 ж 1 / 2(11 ). 1 2(2 ж) С учетом (2) выражение (1) примет вид вн 2 ж 1 / 2(11 )вн (11 ) Таким образом, измеряя колебания с, можно оценить износ элементов подшипника. Например, для подшипника 4-36204127,94 мм 33,5 мм ж 4,09 мм 141,85 мм 125,962 мм. Отклонения размеров в новом подшипнике 0,8 мкм,13,5 мкм, 12,5 мкм при выходе из строя по точности вращения 5 мкм,14,5 мкм, 13,5 мкм. Колебания относительной скорости вращения сепаратора с отн в новом подшипнике при скорости вращения внутреннего кольца вн 1000 рад/с будут равны 3,3 рад/с при выходе из строя - 9,7 рад/с. Видно, что с отн увеличивается практически в три раза и может служить критерием износа. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3