JPH0315138B2 - - Google Patents
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- JPH0315138B2 JPH0315138B2 JP29158385A JP29158385A JPH0315138B2 JP H0315138 B2 JPH0315138 B2 JP H0315138B2 JP 29158385 A JP29158385 A JP 29158385A JP 29158385 A JP29158385 A JP 29158385A JP H0315138 B2 JPH0315138 B2 JP H0315138B2
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は軸受に作用するスラスト荷重を精度良
く測定するための、小型且つ軽量のスラスト荷重
測定装置に関するものである。
く測定するための、小型且つ軽量のスラスト荷重
測定装置に関するものである。
［従来の技術］
例えば、航空機エンジン、ガスタービン或いは
軸流圧縮機等の回転機械の軸受部に過大なスラス
ト荷重が作用すると、軸受が損傷するだけでな
く、その影響はその機械全体に及ぶ。このため、
このスラスト荷重を測定し、軸受部本来の正常な
負荷状態になるよう、その値に応じた対策をたて
ることにより、事故の防止と安全性を高めること
ができる。
軸流圧縮機等の回転機械の軸受部に過大なスラス
ト荷重が作用すると、軸受が損傷するだけでな
く、その影響はその機械全体に及ぶ。このため、
このスラスト荷重を測定し、軸受部本来の正常な
負荷状態になるよう、その値に応じた対策をたて
ることにより、事故の防止と安全性を高めること
ができる。
そこで、これまでスラスト荷重を測定するため
の装置が種々検討されている。
の装置が種々検討されている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、一般に軸受まわりは狭隘部分に
位置し、雰囲気は高温油中に浸漬状態におかれる
ため、この部分にスラスト荷重測定装置を設ける
のは困難視されているうえ、スラスト荷重を検出
する機構及び該機構を装備した装置は大型化する
おそれがあり実用化が難しい。そこで従来は、ス
ラスト荷重測定装置は設けずに運転を行い、運転
後分解し、軸受部等の損傷程度の検査は推量と経
験により判断しており、従つて、適格性に欠け不
安定要素をもつた運転であり、安全性において最
大欠陥となつていた。
位置し、雰囲気は高温油中に浸漬状態におかれる
ため、この部分にスラスト荷重測定装置を設ける
のは困難視されているうえ、スラスト荷重を検出
する機構及び該機構を装備した装置は大型化する
おそれがあり実用化が難しい。そこで従来は、ス
ラスト荷重測定装置は設けずに運転を行い、運転
後分解し、軸受部等の損傷程度の検査は推量と経
験により判断しており、従つて、適格性に欠け不
安定要素をもつた運転であり、安全性において最
大欠陥となつていた。
本発明は上述の実情に鑑み、小型且つ軽量のス
ラスト荷重測定装置を軸受まわりに設置すること
により軸受に作用するスラスト荷重を迅速且つ正
確に測定し得るようにすることを目的としてなし
たものである。
ラスト荷重測定装置を軸受まわりに設置すること
により軸受に作用するスラスト荷重を迅速且つ正
確に測定し得るようにすることを目的としてなし
たものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、回転可能に嵌合された軸受アウター
レース外周に固着したフランジの両側面に、軸受
支持部材を配設し、各軸受支持部材に、円周方向
へ略等間隔に、歪ゲージを備え頂部が前記フラン
ジ側面に当接するユニツトセルを配設し、前記軸
受支持部材のうち一方の軸受支持部材に、フラン
ジ両側面に配設されたユニツトセルにプリロード
を与える初期締付け部材を取付け、前記軸受フラ
ンジと該フランジ両側に設けた軸受支持部とをま
わり止め兼用のボルトにより締結した構成となつ
ている。
レース外周に固着したフランジの両側面に、軸受
支持部材を配設し、各軸受支持部材に、円周方向
へ略等間隔に、歪ゲージを備え頂部が前記フラン
ジ側面に当接するユニツトセルを配設し、前記軸
受支持部材のうち一方の軸受支持部材に、フラン
ジ両側面に配設されたユニツトセルにプリロード
を与える初期締付け部材を取付け、前記軸受フラ
ンジと該フランジ両側に設けた軸受支持部とをま
わり止め兼用のボルトにより締結した構成となつ
ている。
［作用］
スラスト荷重は軸から軸受、軸受アウターレー
スのフランジを経てプリロードの与えられたユニ
ツトセルに伝達され、ユニツトセルに取付けた歪
ゲージにより検出されて外部へ取出され、又軸回
転にともなうつれまわりトルクによる接線力は軸
受支持部材とフランジを締結しているボルトによ
つて支持される。
スのフランジを経てプリロードの与えられたユニ
ツトセルに伝達され、ユニツトセルに取付けた歪
ゲージにより検出されて外部へ取出され、又軸回
転にともなうつれまわりトルクによる接線力は軸
受支持部材とフランジを締結しているボルトによ
つて支持される。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
する。
第１図〜第６図は本発明の一実施例で、回転自
在な軸１には軸受２のインナーレース３が軸１と
一体的に回転し得るよう嵌合され、インナーレー
ス３の外周にはボール４を介してアウターレース
５が嵌合され、アウターレース５の外周にはフラ
ンジ６が固着されている。又インナーレース３は
締付けナツト７によつて締付けられ、軸１に対し
て固定されている。
在な軸１には軸受２のインナーレース３が軸１と
一体的に回転し得るよう嵌合され、インナーレー
ス３の外周にはボール４を介してアウターレース
５が嵌合され、アウターレース５の外周にはフラ
ンジ６が固着されている。又インナーレース３は
締付けナツト７によつて締付けられ、軸１に対し
て固定されている。
軸受２のフランジ６部両側面には環状の軸受支
持部材８と中空円筒状でフランジ６側に側板９ａ
を備えた軸受支持部材９が配設され、軸受支持部
材８と９との外周側相対向部は互に入れ子状に嵌
合し且つ軸受支持部材８及び軸受支持部材９の側
板９ａとフランジ６との相対向面には僅かな間隙
Ｇが保持されるようになつており、軸受支持部材
８、フランジ６、軸受支持部材９の側板９ａは円
周方向へ略等間隔に配設されたまわり止め兼用の
ボルト１０によつて締結されている。
持部材８と中空円筒状でフランジ６側に側板９ａ
を備えた軸受支持部材９が配設され、軸受支持部
材８と９との外周側相対向部は互に入れ子状に嵌
合し且つ軸受支持部材８及び軸受支持部材９の側
板９ａとフランジ６との相対向面には僅かな間隙
Ｇが保持されるようになつており、軸受支持部材
８、フランジ６、軸受支持部材９の側板９ａは円
周方向へ略等間隔に配設されたまわり止め兼用の
ボルト１０によつて締結されている。
軸受支持部材８の円周方向へ略等間隔に設けた
凹部には、スラスト荷重測定用のユニツトセル１
１が配設され、該ユニツトセル１１の頂部はフラ
ンジ６の一側面に当接され、軸受支持部材９の円
周方向へ略等間隔に設けた凹部にはスラスト荷重
測定用のユニツトセル１２が前記ユニツトセル１
１と相対向するように配設され、該ユニツトセル
１２の頂部はフランジ６の他側面に当接され、ユ
ニツトセル１２を嵌入した凹部の反フランジ６側
には、初期締付け部材１３が配設され、該初期締
付け部材１３を側板９ａに螺合された締付けボル
ト１４によつて押すことにより、突起１３ａを介
してユニツトセル１１，１２にプリロードを与え
得るようになつている。
凹部には、スラスト荷重測定用のユニツトセル１
１が配設され、該ユニツトセル１１の頂部はフラ
ンジ６の一側面に当接され、軸受支持部材９の円
周方向へ略等間隔に設けた凹部にはスラスト荷重
測定用のユニツトセル１２が前記ユニツトセル１
１と相対向するように配設され、該ユニツトセル
１２の頂部はフランジ６の他側面に当接され、ユ
ニツトセル１２を嵌入した凹部の反フランジ６側
には、初期締付け部材１３が配設され、該初期締
付け部材１３を側板９ａに螺合された締付けボル
ト１４によつて押すことにより、突起１３ａを介
してユニツトセル１１，１２にプリロードを与え
得るようになつている。
上述のユニツトセル１１，１２は同一構造であ
るので、次にユニツトセル１１の詳細を第５図及
び第６図により説明すると、軸受２のアウターレ
ース５に固着したフランジ６に当接する側を球面
状にしたユニツトセル本体１５の反球面側には、
フランジ６より作用したスラスト荷重Ｆを軸受支
持部材８に伝達し得るよう突起１６が設けられ、
ユニツトセル本体１５の上下面に凹部１７が設け
られ、該凹部１７の底面及び天井面に剪断歪を検
出するための歪ゲージ１８が貼付され、凹部１７
には耐熱、耐油性の樹脂が充填されると共にユニ
ツトセル本体１５はステンレス箔で被覆され、歪
ゲージ１８は熱や油から保護されるようになつて
いる。又軸受支持部材８のユニツトセル１１嵌入
部の軸１中心側には、ユニツトセル１１の突起１
６間の間隔と略同じ間隔でリード線等の取出しの
ための切欠き１９が設けられ、突起１６，１６間
には、リード線取出しのスペースを除いて保護の
ために耐熱性樹脂が充填されている。
るので、次にユニツトセル１１の詳細を第５図及
び第６図により説明すると、軸受２のアウターレ
ース５に固着したフランジ６に当接する側を球面
状にしたユニツトセル本体１５の反球面側には、
フランジ６より作用したスラスト荷重Ｆを軸受支
持部材８に伝達し得るよう突起１６が設けられ、
ユニツトセル本体１５の上下面に凹部１７が設け
られ、該凹部１７の底面及び天井面に剪断歪を検
出するための歪ゲージ１８が貼付され、凹部１７
には耐熱、耐油性の樹脂が充填されると共にユニ
ツトセル本体１５はステンレス箔で被覆され、歪
ゲージ１８は熱や油から保護されるようになつて
いる。又軸受支持部材８のユニツトセル１１嵌入
部の軸１中心側には、ユニツトセル１１の突起１
６間の間隔と略同じ間隔でリード線等の取出しの
ための切欠き１９が設けられ、突起１６，１６間
には、リード線取出しのスペースを除いて保護の
ために耐熱性樹脂が充填されている。
スラスト荷重は、軸１→軸受２→フランジ６→
ユニツトセル１１又は１２→軸受支持部材８，９
又は９，８の経路で伝達され、その過程で荷重−
電気変換能力を有するユニツトセル１１，１２に
よつて電気信号に変換され、記録、表示される。
而して軸受２に作用するスラスト荷重を検出する
場合には、スラスト荷重を測定すべき回転機械
に、第２図に示すようにユニツトセル１１，１２
をセツトし、ボルト１４を回転させてユニツトセ
ル１１，１２に所要のプリロードを与える。この
プリロードを与えることにより、スラスト荷重が
Ｆの場合には、特願昭60−6603号明細書に記載し
たと同様の理由により、ユニツトセル１１側で
は、初期締付力を増大させるスラスト荷重Ｆ／２が 検出され、一方ユニツトセル１２側では初期締付
力を減少させるスラスト荷重Ｆ／２が検出される。
ユニツトセル１１又は１２→軸受支持部材８，９
又は９，８の経路で伝達され、その過程で荷重−
電気変換能力を有するユニツトセル１１，１２に
よつて電気信号に変換され、記録、表示される。
而して軸受２に作用するスラスト荷重を検出する
場合には、スラスト荷重を測定すべき回転機械
に、第２図に示すようにユニツトセル１１，１２
をセツトし、ボルト１４を回転させてユニツトセ
ル１１，１２に所要のプリロードを与える。この
プリロードを与えることにより、スラスト荷重が
Ｆの場合には、特願昭60−6603号明細書に記載し
たと同様の理由により、ユニツトセル１１側で
は、初期締付力を増大させるスラスト荷重Ｆ／２が 検出され、一方ユニツトセル１２側では初期締付
力を減少させるスラスト荷重Ｆ／２が検出される。
この初期締付力を増大させるスラスト荷重Ｆ／２は
以下の説明ではＦ／２で表わし、初期締付力を減少
させるスラスト荷重Ｆ／２は以下の説明では−Ｆ／２で
表わす。
スラスト荷重Ｆ／２によりユニツトセル１１側の
ストレンゲージは圧縮されるため、このストレン
ゲージの縮みをε1／２とし、スラスト荷重−Ｆ／２に
よ りユニツトセル１２側のストレンゲージは延びる
ため、このストレンゲージの延びを−ε1／２とする と、熱出力の影響すなわち熱歪εHを考慮して、ユ
ニツトセル１１でのストレンゲージの出力は
ε1′＝ε1／２＋εHであり、ユニツトセル１２でのス
ト レンゲージの出力は−ε1′＝−ε1／２＋εHである。
ゲージの縮みをε1／２とし、スラスト荷重−Ｆ／２に
よ りユニツトセル１２側のストレンゲージは延びる
ため、このストレンゲージの延びを−ε1／２とする と、熱出力の影響すなわち熱歪εHを考慮して、ユ
ニツトセル１１でのストレンゲージの出力は
ε1′＝ε1／２＋εHであり、ユニツトセル１２でのス
ト レンゲージの出力は−ε1′＝−ε1／２＋εHである。
なお、ここで、ユニツトセル１１のストレンゲ
ージの出力ε1′は、初期締付力を与えたときの出
力よりもε1′だけ増加し、ユニツトセル１２のス
トレンゲージの出力−ε1′は、初期締付力を与え
たときの出力よりもε1′だけ減少することを意味
する。而して、ε1′及び−ε1′の信号は特願昭60−
6603号の場合と同様シグナルコンデイシヨナーを
通つて差動増幅器へ送られるが、差動増幅器は極
性の異なる電気信号を加算し、極性の同じ電気信
号を相殺する機能を備えているため、差動増幅の
出力εは ε＝ε1／２＋εH＋ε1／２−εH＝ε1 となる。
ージの出力ε1′は、初期締付力を与えたときの出
力よりもε1′だけ増加し、ユニツトセル１２のス
トレンゲージの出力−ε1′は、初期締付力を与え
たときの出力よりもε1′だけ減少することを意味
する。而して、ε1′及び−ε1′の信号は特願昭60−
6603号の場合と同様シグナルコンデイシヨナーを
通つて差動増幅器へ送られるが、差動増幅器は極
性の異なる電気信号を加算し、極性の同じ電気信
号を相殺する機能を備えているため、差動増幅の
出力εは ε＝ε1／２＋εH＋ε1／２−εH＝ε1 となる。
このようにして得られた出力εは後処理部の荷
重デジタル表示器、アナログ記録計、磁気記録
計、或いはコンピユータ等に送られ、所定の処理
が行われる。
重デジタル表示器、アナログ記録計、磁気記録
計、或いはコンピユータ等に送られ、所定の処理
が行われる。
軸１回転にともなうつれまわりトルクによる接
線力はボルト１０によつて支持される。
線力はボルト１０によつて支持される。
なお、本発明は上述の実施例に限定されるもの
ではなく、種々の形状のユニツトセルの使用が可
能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論であ
る。
ではなく、種々の形状のユニツトセルの使用が可
能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論であ
る。
［発明の効果］
本発明の軸受のスラスト荷重測定装置によれ
ば、 〈〉 スラスト荷重が高温油中の浸漬、震動、
急負荷、急解放のいずれの繰返し力であつても
ユニツトセルに迅速且つ確実に伝達されるた
め、精度の良い荷重検出が可能である、 〈〉 ユニツトセルは軸受支持部材に取付けら
れているため、装置全体が小型且つ軽量にな
る、 〈〉 軸受部に異常な荷重が加わることのない
よう、組立て段階において正常な状態にするこ
とができ、装置の安全性向上が図れる、 〈〉 軸受部の損傷を防止し、その他の機構部
分に対する負担が軽減され、軸受まわりの安定
により他の異常の早期発見が可能となる、 〈〉 歪ゲージを貼付した荷重変換部材は繰返
し使用することが可能であり、しかも互換性が
あるため、製作性が良好である、 〈〉 装置全体を一つのユニツトとして取扱う
ことができるため、故障個所の点検、荷重変換
部材の交換を容易に行うことができる、 等、種々の優れた効果を奏し得る。
ば、 〈〉 スラスト荷重が高温油中の浸漬、震動、
急負荷、急解放のいずれの繰返し力であつても
ユニツトセルに迅速且つ確実に伝達されるた
め、精度の良い荷重検出が可能である、 〈〉 ユニツトセルは軸受支持部材に取付けら
れているため、装置全体が小型且つ軽量にな
る、 〈〉 軸受部に異常な荷重が加わることのない
よう、組立て段階において正常な状態にするこ
とができ、装置の安全性向上が図れる、 〈〉 軸受部の損傷を防止し、その他の機構部
分に対する負担が軽減され、軸受まわりの安定
により他の異常の早期発見が可能となる、 〈〉 歪ゲージを貼付した荷重変換部材は繰返
し使用することが可能であり、しかも互換性が
あるため、製作性が良好である、 〈〉 装置全体を一つのユニツトとして取扱う
ことができるため、故障個所の点検、荷重変換
部材の交換を容易に行うことができる、 等、種々の優れた効果を奏し得る。
第１図は本発明の軸受のスラスト荷重測定装置
の第一実施例の説明図、第２図は第１図の−
方向矢視図、第３図は第１図の−方向矢視
図、第４図は第２図の−方向矢視図、第５図
は本発明の軸受のスラスト荷重測定装置に使用す
るユニツトセルの詳細図、第６図は第５図の一部
破断の平面図である。 図中、１は軸、２は軸受、６はフランジ、７は
締付けナツト、８，９は軸受支持部材、１０はボ
ルト、１１，１２はユニツトセル、１３は初期締
付け部材、１４は締付けボルト、１５はユニツト
セル本体、１８は歪ゲージを示す。
の第一実施例の説明図、第２図は第１図の−
方向矢視図、第３図は第１図の−方向矢視
図、第４図は第２図の−方向矢視図、第５図
は本発明の軸受のスラスト荷重測定装置に使用す
るユニツトセルの詳細図、第６図は第５図の一部
破断の平面図である。 図中、１は軸、２は軸受、６はフランジ、７は
締付けナツト、８，９は軸受支持部材、１０はボ
ルト、１１，１２はユニツトセル、１３は初期締
付け部材、１４は締付けボルト、１５はユニツト
セル本体、１８は歪ゲージを示す。
Claims (1)
- １ 回転可能に嵌合された軸受アウターレース外
周に固着したフランジの両側面に、軸受支持部材
を配設し、各軸受支持部材に、円周方向へ略等間
隔に、歪ゲージを備え頂部が前記フランジ側面に
当接するユニツトセルを配設し、前記軸受支持部
材のうち一方の軸受支持部材に、フランジ両側面
に配設されたユニツトセルにプリロードを与える
初期締付け部材を取付け、前記軸受フランジと該
フランジ両側に設けた軸受支持部とをまわり止め
兼用のボルトにより締結したことを特徴とする軸
受のスラスト荷重測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29158385A JPS62148823A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 軸受のスラスト荷重測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29158385A JPS62148823A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 軸受のスラスト荷重測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148823A JPS62148823A (ja) | 1987-07-02 |
| JPH0315138B2 true JPH0315138B2 (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=17770809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29158385A Granted JPS62148823A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 軸受のスラスト荷重測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62148823A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7430926B2 (en) * | 2006-02-13 | 2008-10-07 | General Electric Company | Apparatus for measuring bearing thrust load |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP29158385A patent/JPS62148823A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62148823A (ja) | 1987-07-02 |
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