Устройство для измерения износа

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА(71) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(73) Патентообладатель Могилевский машиностроительный институт(57) Устройство для измерения износа, содержащее закрепляемый на изнашивающемся элементе датчик износа и электрическую измерительную цепь, включающую источник питания, амперметр и выключатель, отличающееся тем, что датчик износа выполнен в виде диэлектрической пленки, наклеиваемой на изнашивающийся элемент, на которую нанесена система пленочных резисторов, параллельно соединенных друг с другом и соединяемых со входом электрической измерительной цепи и разрушаемых в процессе износа изнашивающегося элемента. Фиг. 1 Изобретение относится к машиностроению, в частности к технической диагностике машин и механизмов различного назначения. 4833 1 Известны устройства для измерения износа, которые сигнализируют о величине износа по содержанию металлических частиц в масле или выхлопных газах 1. Недостатком таких устройств является то, что они определяют суммарный износ всех изнашивающихся элементов механизма и не позволяют оценивать локальный износ отдельных элементов конструкции. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для определения износа, которое используется в конструкции специальной тормозной колодки для подъемно-транспортных машин. Данная колодка включает фрикционную накладку, механически закрепленную на корпусе прижимного элемента тормозного механизма, и установленные в теле накладки на различной глубине датчики износа, связанные с электрической сигнальной системой и выполненные в виде пробки из изоляционного материала с двумя проводниками, замкнутыми на вершине пробки перемычкой,разрушаемой при износе накладки 2. При достижении тормозной колодкой износа, соответствующего глубине, на которой расположена перемычка, последняя перетирается тормозным барабаном и загорается лампочка, сигнализирующая об износе накладки до величины, определяемой глубиной установки датчика 3. Недостатком такого устройства, принятого за прототип, является то, что каждый отдельный датчик устройства сигнализирует только об одной определенной величине износа и не позволяет определять величину текущего износа в процессе эксплуатации. Установка большого числа датчиков на различной глубине значительно усложняет схему измерения, а также нарушает функциональные характеристики изнашивающегося элемента (накладки) в связи с нарушением его целостности при монтаже датчиков. В этой связи возникает задача обеспечения возможности измерения текущего износа одним датчиком без нарушения целостности изнашивающихся элементов. В основу изобретения положено решение этой задачи. Достигается это тем, что в устройстве для измерения износа, содержащем закрепляемый на изнашивающемся элементе датчик износа и электрическую измерительную цепь, включающую источник питания, амперметр и выключатель, согласно изобретению, датчик износа выполнен в виде диэлектрической пленки,наклеиваемой на изнашивающийся элемент, на которую нанесена система пленочных резисторов, параллельно соединенных друг с другом и соединяемых со входом измерительной цепи и разрушаемых в процессе износа изнашивающегося элемента. Сущность и преимущества изобретения поясняются при помощи графического материала. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для измерения износа. На фиг. 2 изображен вариант расположения устройства для повышения точности измерения износа. Устройство (фиг. 1) содержит диэлектрическую пленку 1, наклеиваемую на изнашиваемый элемент 2,перпендикулярно направлению износа А. На диэлектрической пленке нанесены пленочные резисторы в виде расположенных на одинаковом расстоянии а друг от друга параллельных дорожек 3, 4, 5, 6, имеющих одинаковые сопротивления 0 и подключенные параллельно к измерительной цепи 7, содержащей источник питания 8, амперметр 9, отградуированный в единицах износа, и выключатель 10. Работает устройство следующим образом. В начальный момент времени, до начала износа элемента 2,общее сопротивлениепараллельного соединениярезисторов, имеющих одинаковое сопротивление 0,составляет 10 При этом в цепи амперметра будет протекать ток т.е. будет пропорционален числу резисторов , включенных параллельно. При износе элемента 2 в направлении А на величины а, 2 а, 3 а, 4 а происходит поочередное разрушение дорожек 3, 4, 5, 6 и они поочередно отключаются от цепи питания, в связи с чем, согласно формуле(2), происходит пропорциональное уменьшение тока в цепи амперметра 9. Так как дорожки 3, 4, 5, 6 пленочных резисторов расположены на одинаковом расстоянии а друг от друга, то амперметр 9 будет давать показания, пропорциональные величинам износа поверхности 2. После перетирания последней дорожки амперметр зафиксирует предельный износ. Предлагаемое устройство для измерения износа в парах трения обладает по сравнению с прототипом более высокой информативностью, так как может характеризовать значения текущего износа. Оно обладает также более высокой чувствительностью, так как существующие технологии позволяют наносить дорожки с весьма малыми расстояниями между ними (несколько дорожек на миллиметр), что дает возможность изме 2 4833 1 рять малые величины абсолютных износов. Устройство обладает также более простой конструкцией измерительной системы, что связано с уменьшением числа электрических выводов по сравнению с прототипом. Особо важным преимуществом является то, что использование данного устройства не требует нарушения целостности изнашивающегося элемента, т.е. не требует засверливания в нем каких-либо отверстий или зачеканки в тело этого элемента изолированных проводников. Здесь датчик износа просто наклеивается на изнашивающийся элемент подобно тому, как наклеиваются тензорезисторы при измерении деформации элементов конструкции. Как видно из фигуры 1, чувствительность устройства для измерения износа определяется величиной а шага расположения пленочных резисторов. Чувствительность устройства можно повысить, если датчик износа располагать под некоторым углом а к изнашивающейся поверхности (фиг. 2). Как видно из схемы, величина износав этом случае будет определяться соотношением. В этом случае величина регистрируемого износа может быть значительно меньше а. Так, при а 1 мм и а 300,0520,052 мм. Таким образом, предлагаемое устройство решает в полном объеме поставленную задачу обеспечения возможности измерения текущего износа одним датчиком без нарушения целостности изнашивающихся элементов при установке датчика. Источники информации 1. Биргер И.А. Техническая диагностика. - М. Машиностроение, 1978. - С. 189. 2. А.с. 287467 СССР, МПК 16 69/00. 3. Макаров Р.А. Средства технической диагностики машин. - М. Машиностроение, 1981. - С. 70. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3