УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА УРОВНЯ ВИБРАЦИИ МАШИН Российский патент 2002 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится к области диагностики технического состояния машин, а конкретно к датчикам для замера уровня вибрации машин, которые могут быть использованы в составе аппаратных средств автоматических систем диагностики технического состояния машин.

Известен датчик для замера уровня вибрации машин (см. например, издание фирмы "Брюль и Къер" "Измерение и анализ механических колебаний", раздел "Крепление акселерометров", стр. 15, рисунок вверху и рисунки на стр. 14, Дания), содержащий элементы преобразования сигналов вибрации в электрические сигналы, установленные в корпусе, снабженным крышей и днищем, в которых выполнены резьбовые выступы для установки на корпусе машины, и кабель для подключения к системе диагностики.

Недостатком данного датчика является то, что при использовании его для одномоментного замера уровня вибрации необходимо тратить много времени на установку путем вворачивания резьбовых выступов в корпус машины, что нецелесообразно при кратковременности замера. Кроме того, не обеспечена возможность использования серийно изготавливаемого датчика для одновременного замера.

Известно устройство для определения динамических характеристик объекта (см. авт. св. 1359697, МКИ G 01 M 7/00, от 04.11.85), соосно установленные ударный возбудитель и стержень - волновод со сферическим наконечником и измерительный преобразователь силы. В торце стержня выполнено гнездо в виде полусферы, а наконечник, выполненный в виде шарика, установлен в гнезде с возможностью вращения.

Данное устройство указанной конструкции возможно для его использования при одномоментном замере уровня вибрации, при этом его корпус использован в качестве рукояти.

Недостатком устройства является то, что его невозможно использовать для долговременного замера вибрации из-за неразборности корпуса.

Целью изобретения является обеспечение возможности использовать серийно изготавливаемый датчик для одномоментного и для долговременного замера уровня вибрации, а также сокращение времени для контакта датчика с машиной за счет исключения времени монтажа датчика на машине.

Поставленная цель в датчике для замера уровня вибрации машин, содержащем корпус, снабженный элементами преобразования сигналов вибрации в электрические сигналы, днищем и крышей, резьбовые выступы которых соосны, кабель для подключения к системе диагностики, стержень и рукоятку, достигается тем, что датчик снабжен металлическим переходным основанием, в верхней части которого по центру выполнено резьбовое отверстие под выступ днища, а в нижней части выполнен паз с установленной внутри магнитной пластиной, закрытой П-образной крышкой, при этом рукоятка выполнена в виде оси, которая снабжена наконечником, своим торцем поджатым к крышке магнитной пластины с помощью магнитного поля, и виброгасящими кольцами из резины, снабженными, каждое, радиальным фигурным пазом, и насажанные на ось рукоятки с обеспечением соединения фигурных пазов в канал для укладки кабеля.

Поставленная цель в датчике для замера уровня вибрации машин достигается тем, что в торце наконечника рукоятки закреплены центрирующие направляющие, которые равномерно разнесены относительно оси симметрии рукоятки, а в крышке магнитной пластины выполнены отверстия под центрирующие направляющие рукоятки.

Поставленная цель в датчике для замера уровня вибрации машин достигается тем, что датчик снабжен гайкой, которая установлена на выступе крышки его корпуса, выполненном в виде шпильки.

Поставленная цель в датчике для замера уровня вибрации машин достигается тем, что каждое кольцо, насажанное на ось рукоятки, снабжено торцевым цилиндрическим выступом, выполненным с одной стороны, и торцевым углублением с другой стороны, поджатыми к выступу и углублению смежных колец.

Анализ отличительных признаков предложенного датчика для замера уровня вибрации машин и обеспечиваемых ими технических результатов показал, что:
- снабжение датчика металлическим переходным основанием, в верхней части которого по центру выполнено резьбовое отверстие под выступ днища, а в нижней части выполнен паз с установленной внутри магнитной пластиной, закрытой П-образной крышкой, обеспечило разъемность конструкции датчика, быстродействие для его сборки и разборки, а также центрирование (отверстие по центру) относительно корпуса датчика;
- выполнение рукоятки в виде оси, которая снабжена наконечником, своим торцем поджатым к крышке магнитной пластины с помощью магнитного поля, и виброгасящими кольцами из резины, снабженными, каждое, радиальным фигурным пазом, и насажанные на ось рукоятки с обеспечением соединения фигурных пазов в канал для укладки кабеля, что обеспечило датчику возможность быстрого подсоединения или отсоединения рукоятки, предотвращение передачи вибровоздействия, вредного для здоровья оператора, и повышение удобства эксплуатации путем укладывания кабеля в канал, образованный пазами;
- выполнение стержня конической формы, в большем основании которого выполнено резьбовое отверстие под выступ в крышке корпуса датчика, а в меньшем конус с упорной рабочей площадкой, выполненной по оси стержня, что обеспечило полноту передачи вибрации от машины к элементам преобразования;
- закрепление в торце наконечника рукоятки центрирующих направляющих, которые равномерно разнесены относительно оси симметрии рукоятки, а в крышке магнитной пластины выполнены отверстия под центрирующие направляющие рукоятки, что облегчило центровку рукоятки относительно корпуса датчика и простоту конструкции центровки;
- снабжение датчика гайкой, которая установлена на выступе крышки его корпуса, выполненном в виде шпильки, обеспечило надежность фиксации шпильки и вместе с ней всей конструкции датчика;
- снабжение каждого кольца, насажанного на ось рукоятки, торцевым цилиндрическим выступом, выполненным с одной стороны, и торцевым углублением с другой стороны, поджатыми к выступу и углублению смежных колец, обеспечило простоту конструкции соединения колец в единое виброзащитное покрытие и возможность удлинения рукоятки.

Сущность предложенного датчика для замера уровня вибрации поясняется чертежами, где изображено;
фиг. 1 - общий вид датчика;
фиг. 2 - выноска металлического переходного основания;
фиг. 3 - вид на резиновое виброгасящее кольцо с радиальным фигурным пазом.

Датчик для замера уровня вибрации машин содержит:
Корпус 1 серийного датчика, внутри которого установлены элементы преобразования сигналов вибрации в электрические сигналы (условно не показаны).

Корпус 1 снабжен днищем 2 с резьбовым выступом 3, крышей 4 с резьбовым выступом 5. Выступы 3 и 5 выполнены по оси корпуса 1, при этом выступ 5 выполнен в виде шпильки.

Датчик снабжен переходным металлическим основанием 6. Основание 6 снабжено резьбовым отверстием 7, которое выполнено в верхней части по центру основания, и пазом 8 - в нижней части основания 6.

Основание 6 резьбовым отверстием 7 навинчено на выступ 3 днища 2 корпуса 1 датчика, а в пазу 8 установлена магнитная пластина 9, закрытая П-образной крышкой 10.

Датчик снабжен рукояткой, которая выполнена в виде оси 11, на одном конце которой закреплен наконечник 12.

На торце наконечника 12 закреплены центрирующие направляющие 13, которые симметрично разнесены относительно оси 11 рукоятки и введены в ответные отверстия 14, выполненные в П-образной крышке 10. При этом наконечник 12 плотно поджат к основанию 6 за счет магнитного поля пластины 9.

На оси 11 рукоятки насажены резиновые виброгасящие кольца 15. Каждое кольцо 15 снабжено торцевым выступом 16, выполненным с одной стороны, и торцевым углублением 17, выполненным с другой стороны. Выступ 16 и углубление 17 одного кольца 15 плотно поджаты к выступу 16 и углублению 17 другого кольца 15.

Каждое кольцо 15 снабжено радиальным фигурным пазом 18. При этом кольца 15 насажены на ось 11 рукоятки с обеспечением соединения фигурных пазов 18 в канал для укладки кабеля 19 вдоль рукоятки. Кабель 19 снабжен разъемом 20 для подключения элементов преобразования к диагностической системе.

Датчик снабжен стержнем 21, который выполнен конической формы. В меньшем основании конической формы стержня 21 выполнен конус 22 с упорной рабочей площадкой (условно не показана), выполненной по оси стержня 21. В большем основании конической формы стержня 21 по оси выполнено резьбовое отверстие 23. Резьбовое отверстие 23 стержня 21 навинчено на выступ 5 (шпильку) крыши 4 корпуса 1, при этом на выступ 5 навинчена гайка 24, повышающая надежность крепления.

Работает датчик следующим образом.

Для долговременного замера уровня вибрации машины производят следующие операции:
- монтируют корпус 1 датчика на машине, вворачивая его резьбовые выступы 3 или 5 в соответствующие отверстия в теле корпуса машины, а затем разъем 20 кабеля 19 подключают к аппаратным средствам системы диагностики. При этом сигналы вибрации, преобразованные в электрические сигналы, поступают по кабелю 19 в систему диагностики;
- или монтаж корпуса 1 датчика на машине производят посредством переходного основания 6, устанавливая его на машину. При этом силы, создаваемые магнитным полем пластины 9, прижимают основание 6 и вместе с ним сам датчик к машине.

Для одномоментного замера уровня вибрации машины производят следующие операции: на корпусе 1 датчика монтируют стержень 21 и рукоятку. Этот монтаж производят следующим образом: резьбовое отверстие 23 в большем основании стержня 21 навинчивают на выступ (шпильку) 5 корпуса 1 датчика. Затем монтируют рукоятку, вставляя направляющие 13 ее наконечника 12 в отверстия 14, вводят кабель 19 в канал, образованный фигурными пазами 18 колец 15 и подключают разъем 20 к диагностической системе.

При этом силы, создаваемые магнитным полем пластины 9, прижимают основание 6 и вместе с ним сам датчик к наконечнику 12 рукоятки, создавая цельную, монолитную конструкцию.

После описанных выше операций производят одномоментный замер уровня вибрации машины. Для этого за рукоятку датчик рабочей площадкой конуса 22 стержня 21 упирают в точку замера на корпусе машины. Сигналы вибрации от корпуса машины по стержню 21 передаются корпусу 1 датчика и находящимся в нем элементам преобразования, которые преобразуют их в электрические сигналы, поступающие по кабелю 19 в диагностическую сеть.

Во время работы сигналы вибрации, которые сообщаются диагностируемой машиной датчику, передаются оси 11 рукоятки.

Воспринимаемые осью 11 сигналы вибрации гасятся резиновыми кольцами 15, которые обладают повышенными виброгасящими свойствами за счет радиально выступающей цилиндрической части каждого кольца и предохраняют оператора от вредного для здоровья влияния вибрации.

Кроме того, кольца 15 создают дополнительную защиту уложенному в их пазах 18 кабелю 19 от воздействия внешних механических сил и выводят его из зон возможного разрушающего контакта с подвижными объектами, находящимися в зоне замера.

Таким образом, предложенный датчик для замера уровня вибрации машин обеспечивает возможность использования серийно изготавливаемого датчика, как для долговременного, так и для одномоментного замера, а также значительно сокращает время для контакта датчика с машиной за счет исключения времени монтажа датчика на машине.

Устройство относится к виброметрии и может быть использовано в составе аппаратных средств автоматических систем диагностики технического состояния машин. Датчик снабжен металлическим переходным основанием. В нижней части основания выполнен паз с установленной внутри магнитной пластиной. Пластина закрыта П-образной крышкой. Рукоятка датчика снабжена металлическим наконечником и виброгасящими кольцами из резины. Силы, создаваемые магнитным полем магнитной пластины, прижимают переходное основание и сам датчик к наконечнику рукоятки, создавая монолитную конструкцию. Каждое виброгасящее кольцо имеет радиальный фигурный паз. Пазы совмещаются друг с другом, образуя канал для укладки кабеля. Устройство обеспечивает возможность использования серийно изготовляемого датчика как для долговременного, так и для одномоментного замера вибрации. Сокращается время для контакта датчика с машиной за счет исключения времени монтажа датчика на машине. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Датчик для замера уровня вибрации машин, содержащий корпус, снабженный элементами преобразования сигналов вибрации в электрические сигналы, днищем и крышей, резьбовые выступы которых соосны, кабель для подключения к системе диагностики, стержень и рукоятку, отличающийся тем, что датчик снабжен металлическим переходным основанием, в верхней части которого по центру выполнено резьбовое отверстие под выступ днища, а в нижней части - выполнен паз с установленной внутри магнитной пластиной, закрытой П-образной крышкой, при этом рукоятка выполнена в виде оси, которая снабжена наконечником, своим торцом поджатым к крышке магнитной пластины с помощью магнитного поля, и виброгасящими кольцами из резины, снабженными, каждое, радиальным фигурным пазом, и насажанные на ось рукоятки с обеспечением соединения фигурных пазов в канал для укладки кабеля. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что в торце наконечника рукоятки закреплены центрирующие направляющие, которые равномерно разнесены относительно оси симметрии рукоятки, а в крышке магнитной пластины выполнены отверстия под центрирующие направляющие рукоятки.

3 Датчик по п. 1, отличающийся тем, что датчик снабжен гайкой, которая установлена на выступе крышки его корпуса, выполненном в виде шпильки.