Устройство для контроля критической температуры нагрева подшипниковых узлов
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для контроля состояния подшипниковых узлов в процессе эксплуатации машин и механизмов. Технический результат - расширение области контроля критической температуры на подшипниковых узлах. Устройство для контроля критической температуры нагрева подшипниковых узлов содержит датчик температуры в виде цилиндра с наружной резьбой, выполненный из ферромагнитного сплава с противокоррозийным покрытием, устанавливаемый в корпусе подшипникового узла и регистратор изменения магнитного потока датчика температуры, устанавливаемый вне корпуса подшипникового узла в зоне распространения магнитного потока датчика температуры и соединенный с блоком отображения состояния температуры. 1 ил.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для контроля состояния подшипниковых узлов в процессе эксплуатации машин и механизмов.
Известно устройство - термоиндикатор для визуального определения критических температур нагрева работающих подшипников во вращающихся узлах агрегатов, который содержит термокраситель или с нанесенным на него термокрасителем, состоящий из корпуса, снабженного с внутренней стороны теплопроводящими выступами преимущественно цилиндрической формы с грибовидными наконечниками, разрезанными по середине для закрепления на или в тестируемом изделии, и термостойкой теплопроводящей прокладкой с отверстиями под выступы (RU 
82841 U1, G01D 7/00, 20.06.2008.).
Недостатком аналога является невысокая точность измерения температуры. Термокраситель, установленный снаружи корпуса узла, реагирует на изменения температуры корпуса, а не внутреннего подшипника. Невозможность визуально контролировать состояние загрязненных подшипниковых узлов и узлов, расположенных внутри корпуса агрегатов, без их разборки. Ненадежность красителя в условиях агрессивных сред.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является индикатор температуры колесных подшипников, содержащий термическую батарею с радиопередатчиком в виде цилиндра с наружной резьбой, установленную в корпусе подшипникового узла, активирующуюся только тогда, когда температура в колесном хабе достигнет заданного предела, в батарею заряжены два компонента электролита, разделенные мембраной из сплава, имеющего точку плавления соответствующую заданной максимальной температуре эксплуатации узла, после достижения заданной температуры мембрана расплавляется, электролит смешивается, батарея активируется и подает питание на радиопередатчик, который формирует кодированный предупреждающий сигнал, передающийся на приемник и дисплей (US 6759963 В2, G08B 17/00, 06.07.2004 г.).
К недостаткам прототипа относится наличие в его конструкции батареи с электролитами и радиопередатчика, которые необходимо разместить непосредственно в корпусе подшипникового узла, размер этих деталей может существенно снижать прочность, особенно малогабаритных подшипниковых узлов. Надежность передачи информации по радиоканалу ограничена конкретными условиями распространения радиосигнала, особенно для подшипниковых узлов внутри корпусов агрегатов, а также практически невозможно надежное функционирование индикатора в условиях повышенных вибрационных, центробежных и ударных нагрузок, что существенно ограничивает область применения индикатора.
Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является расширение области применения устройства для контроля критической температуры нагрева подшипниковых узлов, имеющих ограниченные размеры, несколько осей вращения, подвергающихся сильным динамическим нагрузкам и воздействиям агрессивной среды, где по условиям эксплуатации или конструктивным особенностям узла применение аналогов для контроля температуры невозможно.
Технический результат достигается тем, что устройство для контроля критической температуры нагрева подшипниковых узлов содержит датчик температуры в виде цилиндра с наружной резьбой, выполненный из ферромагнитного сплава с противокоррозийным покрытием, устанавливаемый в корпусе подшипникового узла и регистратор изменения магнитного потока датчика температуры, устанавливаемый вне корпуса подшипникового узла в зоне распространения магнитного потока датчика температуры и соединенный с блоком отображения состояния температуры.
Вновь введенная совокупность элементов устройства - выполнение датчика из ферромагнитного сплава с противокоррозионным покрытием, физическое свойство ферромагнитного сплава при росте температуры уменьшать и затем терять магнитный поток при температуре Кюри, определяемой составом сплава, практически неограниченная возможность миниатюризации датчика температуры, обеспечение бесконтактной связи между регистратором изменения магнитного потока и датчиком температуры позволяет решить задачу расширения области контроля критической температуры на подшипниковые узлы, имеющие ограниченные размеры, несколько осей вращения, подвергающиеся сильным динамическим нагрузкам и воздействиям агрессивной среды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На чертеже изображено одно колено коренного вала 1, со щеками 2, шатунной шейкой 3, крышкой подшипника шатуна 4, на которой выполнен местный разрез и показан датчик температуры 5, представляющий из себя цилиндр из ферромагнитного сплава с наружной резьбой и противокоррозийным покрытием, установленный в крышке подшипника шатуна 4, до соприкосновения с поверхностью контролируемого подшипника 6. Регистратор изменения магнитного потока датчика температуры 7 установлен вне колена коренного вала 1 в зоне распространения магнитного потока датчика температуры 5. Регистратор изменения магнитного потока датчика температуры 7 соединен с блоком отображения состояния температуры 8.
Устройство работает следующим образом: при увеличении температуры в контролируемом подшипнике 6 по мере приближения к температуре Кюри ферромагнитный материал датчика температуры 5 уменьшает магнитный поток примерно на 0,1% на один градус Цельсия и практически теряет его при достижении точки Кюри для материала, из которого выполнен датчик температуры 5, состояние утраты магнитного потока регистратор изменения магнитного потока датчика температуры 7 преобразует в электрический сигнал и направляет на блок отображения состояния температуры 8, который преобразует этот электрический сигнал в визуальные показатели температуры для оператора или управляющий сигнал для системы автоматического управления механизмом. По состоянию температуры в контролируемом подшипнике 6 можно судить о техническом состоянии подшипника 6 и планировать необходимые работы по техническому обслуживанию агрегата, а также предупреждать аварийные ситуации, останавливая агрегат при критических температурах в подшипниковых узлах.
Устройство для контроля критической температуры нагрева подшипниковых узлов, содержащее датчик температуры в виде цилиндра с наружной резьбой, установленного в корпусе подшипникового узла, и блок отображения состояния температуры, отличающееся тем, что датчик температуры выполнен из ферромагнитного сплава с противокоррозийным покрытием, а вне корпуса подшипникового узла в зоне распространения магнитного потока датчика установлен регистратор изменения магнитного потока датчика температуры, соединенный с блоком отображения состояния температуры.
