СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ВОЗМУЩАЮЩИХ СИЛ УЗЛА МЕХАНИЗМА Российский патент 2011 года по МПК G01M7/02 G01M15/00 

Изобретение относится к технической диагностике и позволяет осуществлять диагностику возмущающих сил узла, например кинематического узла механизма во время его функционирования (вал на опорах, нагруженный возмущающими силами, передающими мощность на частоте его вращения).

Известен способ оценки технического состояния механизма [1], где поставленная цель достигается тем, что получают реализации виброперегрузок, определяют их спектральные характеристики, вводят пороговый уровень в виде математического ожидания амплитуд гармонических составляющих виброперегрузок, определяют математическое ожидание M₀ амплитуд гармонических составляющих виброперегрузок, превышающих пороговый уровень, и количество K₀ гармонических составляющих, амплитуды которых не превышают пороговый уровень, а техническое состояние определяют по комплексному изменению величин M₀ и K₀.

Известный способ не позволяет получить высокую точность оценки технического состояния узла, так как не дает количественного определения значений эталона состояния, а только качественное (по комплексному изменению M₀ и K₀).

В предлагаемом способе повышение точности достигается двумя принципиальными положениями: 1 - нахождение эталонных значений диагностического параметра и проведение диагностики на выбранных частоте вращения и нагрузке узла (узлов) механизма в рабочем диапазоне его работы, 2 - определение численного значения и границ эталона состояния узла с помощью свойств амплитуд ускорений гармоник разложения Фурье функции возмущающих сил узла (равенство амплитуд всех гармоник частоты его вращения).

Цель изобретения - повышение точности и эффективности диагностики путем создания способа получения количественной оценки возмущающих сил узла или всех его узлов одновременно.

Поставленная цель достигается за счет того, что диагностика ведется по значениям амплитуд ускорений гармоник разложения Фурье для функции возмущающих сил узла, которые рассматривают как величины одного порядка (равные) в сравнении с быстро убывающими с возрастанием номера гармоник амплитудами (смещения и скорости) и принимают их как результаты замера одной величины при k ее измерениях, определяют амплитуды А_i ускорений гармоник i(1, 2, …, n) и среднее их значение во всем диапазоне измерений на частоте вращения или возмущения узла f₀ и нагрузке N₀, по признаку A_j>А_ср.n выбирают из всех гармоник i(1, 2, …, n) гармоники j(., 2, …, 5, …, k), например (A_j=A₂, A₅, …, A_k), и определяют диагностический параметр , а количественное значение эталона диагностики А_ср=A_cp.k±tσ_Acp.k определяют по правилам оценки среднего значения A_cp.k=А_ср для достаточно больших k(5…15), где t - коэффициент доверительной вероятности, σ_Acp.k - среднее квадратичное отклонение среднего значения.

Значительное увеличение точности диагностики происходит вследствие того, что она производится по средним значениям случайных величин A_i и A_j, а среднее их значение изменяется на меньше [2], чем сами случайные величины.

На чертеже показана схема реализации данного способа диагностики узла возмущающих сил механизма. Сигнал с датчика вибрации 1, установленного в информативном месте механизма на его опорах или корпусе, поступает в блок 2 (АСУ) - автоматическая система управления анализом сигнала.

АСУ выделяет из спектра сигнала датчика (спектр возмущающих сил узла) при нагрузке N₀ частоту возмущения (вращения) узла f₀ и ее гармоники A_i и A_j, определяет амплитуды виброускорений гармоник A_i и A_j и контролирует диагностический параметр путем сравнения его значения с эталонным

А_ср=A_cp.k±tσ_Acp.k.

В случае превышений эталонных значений параметра А_ср АСУ дает команду на исполнительное устройство и на приборы визуального контроля летательного аппарата (испытательного стенда) для автоматического или ручного изменения режимов работы или прекращения эксплуатации механизма.

Источники информации

1. Шалаев Ф.Н. Авторское свидетельство №672532, 1979. "Способ оценки технического состояния механизма". Заявка №2517067. Приоритет изобретения 8.8.1977 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Союза ССР 15 марта 1979 г.

2. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. М.: Машиностроение, 1979 г.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет контролировать и производить диагностику возмущающих сил узла механизма. В способе диагностики возмущающих сил узла механизма диагностика ведется по значениям амплитуд ускорений гармоник разложения Фурье для функции возмущающих сил узла, которые рассматривают как величины одного порядка (равные) в сравнении с быстро убывающими с возрастанием номера гармоник амплитудами (смещения и скорости) и принимают их как результаты замера одной величины при k ее измерениях. Определяют амплитуды А_i ускорений гармоник i(1, 2,…,n) и среднее их значение во всем диапазоне измерений на частоте вращения или возмущения узла ƒ₀ и нагрузке N₀. По признаку A_j>A_cp.n выбирают из всех гармоник i(1, 2,…,n) гармоники j(.,2,…,5,…,k), например (A_j=A2, А₅,…,А_k), и определяют диагностический параметр Количественное значение эталона диагностики A_cp=A_cp.k±t определяют по правилам оценки среднего значения A_cp.k=A_cp для достаточно больших k(5…15), где t - коэффициент доверительной вероятности, σ_Acp.k - среднее квадратичное отклонение среднего значения. Изобретение обеспечивает повышение точности диагностики возмущающих сил узла механизма. 1 ил.

Способ диагностики возмущающих сил узла механизма, заключающийся в том, что диагностика ведется по значениям амплитуд ускорений гармоник разложения Фурье для функции возмущающих сил узла, которые рассматривают как величины одного порядка (равные) в сравнении с быстро убывающими с возрастанием номера гармоник амплитудами (смещения и скорости) и принимают их как результаты замера одной величины при k ее измерениях, определяют амплитуды А_i, ускорений гармоник i(1, 2,…,n) и среднее их значение во всем диапазоне измерений на частоте вращения или возмущения узла ƒ₀ и нагрузке N₀, по признаку A_j>A_cp.n выбирают из всех гармоник i(1, 2,…,n) гармоники j(., 2,…, 5,…,k), например, (А_j=А₂, А₅,…,А_k) и определяют диагностический параметр а количественное значение эталона диагностики A_cp=A_cp.k±tσ_Acp.k определяют по правилам оценки среднего значения A_cp.k=A_cp для достаточно больших k(5…15), где t - коэффициент доверительной вероятности, σ_Аср.k - среднее квадратичное отклонение среднего значения.