3.3.1 Измерение гидродинамических давлений в смазочном слое

Важным параметром, определяющим наряду с толщиной смазочного слоя условия работы подшипника, являются гидродинамические давления, развивающиеся в нем. Давления в каждой точке смазочного слоя являются для установившегося режима работы двигателя периодической функцией времени. Переменные давления в смазочном слое, вызванные периодическими движениями вала в подшипнике, приводят к циклическим изменениям напряжений в антифрикционном слое, что может вызвать развитие усталостных повреждений.

Для измерения гидродинамических давлений пользуются различными датчиками. Наибольшее распространение получили мембранные тензометрические датчики, заделываемые в вал. Для уменьшения прогиба мембран и снижения искажений мембрана подпирается деформируемым чувствительным элементом, на который наклеиваются датчики. Используются также датчики объемного сжатия, в которых изменение гидродинамического давления определяется по колебаниям сопротивления манганина, помещенного в объеме смазки и соединенного со слоем смазки коротким каналом. У стационарно-нагруженных подшипников дли получения распределения давлений достаточно установить один датчик па шейку пала. В нестационарно-нагруженных подшипниках дли определении шпоры давлений датчики в достаточном количестве необходимо установить по вкладыши.

Мембранные датчики давления. Корпус датчика изготовлен из хромованадиевой стали марки 50ХФА и термообработан (рисунок 3.13. Для придания датчику большей жесткости внешний диаметр его был сделан в 2 раза больше диаметра мембраны. Для улучшения упругих характеристик мембраны в ее основании выполнена галтель (9). В качестве чувствительного элемента использовали константановые тензодатчики с базой 3 мм. Рабочий тензодатчик наклеивали строго по центру на внутреннюю сторону мембраны, компенсационный — на стенку корпуса датчика. Провода вывели через текстолитовую пробку, залитую эпоксидной смолой. Толщину мембраны датчика, обеспечивающую необходимую чувствительность при сохранении линейности характеристики, подбирали экспериментально в тарировочном устройстве, где давление создавалось плунжерным насосом и контролировалось образцовым манометром.

Тарировка датчиков показывает, что в исследуемом диапазоне давлений датчики с толщиной мембраны 0,2- 0,8 мм имеют линейную характеристику, однако необходимую чувствительность имеет датчик с толщиной мембраны 0,4 мм. Частота собственных колебаний мембраны этой толщины превышает частоту процесса более чем в 100 раз.

Каждый датчик перед установкой во вкладыш тарируют, а мембрану залуживают тонким слоем оловянного припоя. Датчики ввертывают во вкладыш в специально выполненные гнезда так, чтобы мембрана не доходила до поверхности вкладыша на 0,1—0,2 мм, затем покрывают оловом и пришабривают по фальшвалу для восстановления геометрии вкладыша. После установки датчиков проводят тарировку их во вкладышах на специальном устройстве(рисунок 3.12). Камеру, где создаётся давление, герметизируют прокладкой (5), изготовленной из резины, прижимаемой штуцером (3) с помощью нажимной планки (4).

Рисунок 3.12 - Устройство для тарировки датчиков давления

1 — вкладыш подшипника; 2 — датчик давления; 3—нажимной штуцер: 4 — нажимная планка; 5 — резиновые прокладки; 6 — корпус датчика; 7 — рабочий и компенсационный датчики; 8 — текстолитовая заглушка; 9 — галтель

Рисунок 3.13 - Поперечное сечение датчика давления

После тарировок вкладыши устанавливают в крышках своих опор, а экранированные провода от датчиков через прикрепленные к крышкам колодки выводят к тензостанции