Устройство для диагностики подшипников качения Советский патент 1983 года по МПК G01C25/00 G01M13/04 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и предназначено для определения дефектов на деталях подшипников качения. .

Известно устройство для определения степени износа шарикоподаипников, содержащее последовательно включенные преобразователь, усилитель, фильтр и детектбр, канал измерения общего уровня сигнала и кангш измере,ния ударных импульсов, входы которых подключены к выходу детектора 1

Недостатком этого устройства является низкая точность контроля изза того, что канал измерения общего уровня сигнала позволяет измерять , общий уровень шума, в том числе и уровень помех.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно включенные вибропреобразователь, усилитель, фильтр и детектор, канал измерения общего уровня сигнала, канал измерения ударных импульсов, входэ которых подключены к выходу детектора, а также дискриминатор, подключенный к выходу детектора, частотомер и счетчик импульсов, которые подключены к выходу дискриминатора 2.

Недостатком данного устройства является низкая точность, обусловленная тем, что фиксированное пороговое значение, относительно которого измеряют число- превышений сигнала .устанавливается независимо от уровня измеряемого сигнала. Причем достижение необходимой точности возможно только при фиксированных оборотах, что трудно осуществить, на практике,

Цель изобретения - повышение точности диагностики.

f

Поставленная цель достигается тем что в устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, фильтр, первый детектор, дискриминатор и первый счетчик, а также индикатор, введены последовательно соединенные второй детектор и аттенюатор и последовательно соединенные йреобразователь чаЛготы вращения, второй счетчик, анализатор, и, дисплей, .при этом выход фильтра соединен с входом второго детектора, а выход аттенюатора подключек к второму входу дискриминатора, второй выход преобразователя частоты вращекия соединен с вторым входом первого счетчика, выход которого подключен к второму входу анализатора,выход второго детектора соединен с входом индикатора, а первый выход преобразователя частоты вращения соединен с третьим входом анализатора.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вибропреобразователь 1, усилитель 2, фильтр 3, первый детектор 4, дискриминатор 5, первый счетчик б, анализатор 7, дисплей 8, а также .преобразователь 9 частоты вращения, второй счетчик 10, второй детектор 11, аттенюатор 12 и индикатор 13.

устройство работает следующим образом.

Вибрация контролируемого подшипника преобразуется вибропреобразователем 1 в пропорциональный электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 до необходимой величины, обрабатывается фильтром 3 для выделения заданной полосы частот и в ви.де электрических импульсов поступает на вход первого детектора .4, с выхода которого сигнал в виде однополярных иьшульсов поступает на первый вход дискриминатора 5. Отфильтрованный сигнал.с выхода фильтра 3 поступает, кроме того, на вход второго детектора 11, который выделяет максимальное значение ,отфцльтрованнрго сигнала, которое ослабляют аттенюатором 12 до уровня

УО

ки„

MвKC

де и - пороговое значение на

входе дискриминатора 5;

К. коэффициент пропорциональности, выбираемый с учетом чувствительности и гистерезиса дискримина.тора 5;

макс

уровень сигнала на выходе второго детектора 11.

Автоматически изменяющееся пороговое значение, пропорциональное максимальному значению отфильтрованного сигнала, поступает на второй вход дискриминатора 5. В результате сравнения на выходе дискриминатора 5 формируются интервалы превьшения, длительность которых соотйетствует , периоду Т ударных импульсов,которые поступают на первый вход первого счетчика 6. На второй вход первого счетчика 6 поступают импульсы со второго выхода преобразователя 9 частоты вращения.При поступлении переднего фронта интервала превышения первый счетчик 6 устанавливается в ноль и начинается счет импульсов с первого выхода преобразователя 9 частоты вращения. По окончапии каждого временного интервала с выхода первого счетчика 6 сигнал в виде кода временных интервалов Tj поступает на второй вход анализатора 7, анализирует закон распределения длительностей, на третий вход которого поступают импульсы периода вращения Те с первого выхода преобразователя 9 частоты вращения. На первый вход анализатора 7 поступает импульс длительности измерения Ти, который формируется вторым счетчиком 10 путем счета импульсов с периодом вращения TB, поступающих на вход второго счетчика 10 с первого выхода преобразователя 9 частоты вращения. А именно, при поступлении на вход второго счетчика 10 импульса с периодом вращения Т число подсчитанных импульсов увеличивается на 1. Как только число подсчитанных импульсов достигает,значения п Пд, где п . целое число периодов частоты враще-. ния, второй счетчик 10 автоматически обнуляется и на первый вход ангшизатора 7 подается импульс конца дли-. тельностИ измерения 7. С приходом последунлцих импульсйв процесс повторяется, в результате чего формируется такая длительность измерительного интервала, которая равна целому чиС лу П(5 периодов частоты вращения. . Сущность работы анализатора .заключается в том, что за время измере ния Тц производится счетчисла i-x интервалов превышения с длительностью Т: и числа периодов Tg частоты вращения и результаты этого счета сохраняются в анализаторе 7 до появления следующего импульса. При поступлении отрицательного импульса интервала превышения на пер вом входе aнaпизkтopa 7 производится за счет числа каждого из i-x интервалов превышения,поступивших в I анализатор 7 от начала до конца изме рения, и результат этого счета.запоминается в i-й ячейке памяти анали-. затора 7. Аналогично при появлении импульса с периодом вращения Tg на : втором входе анализатора 7 произво-г дится счет числа периодов вращения от начала до конца измерения и рее зультат счета запоминаегся в ячейке памяти. Таким образом, за время измерен41Я Т4Д, в памяти ансшизатора 7 формируется результат в виде saKolia распределения длительностей в нормированном относительно периода вращения виде. При появлении положительного фронта импульса измерительного интервала на. первом входе анализатора . 7результат измерения закона распределения длительностей с выхода айализатора 7 выдается на вход дисплея 8и отображается Hci его экране в виде гистограммы распределения.По форме огибающей диаграммы закона распределения оценивают характер дефекта. С выхода детектора 11 результат измерения максимального значения отфильтрованного сигнала выдается на индикатор 13. Превышение допустимого значения максимальной амплитуды отфильтрованного сигнала и наличие максимума на гистограмме означает, что в подшипнике .имеется дефект. На практике анализатор 7 закона распределения длительностей может быть реализован анализатором сигналов Ф 37 или на основе микропроцессорного набора микросхем серии 536 или-серии 583 и др. Вывод на.дисцлей 8 результата измерений с выхода анализатора 7 в виде гистограммы закона распределения нормированных интервалов превышения и периода вращения позволяет определять местонахождение дефекта в. подшипнике по результатам измерения отношения интервала , - соответствующего максимуму гистограммы к периоду вращения вала и сравнения этого отношения с ра.счетным. - .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ, включающее по-, .следовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, фильтр. первый детектор, дискриминатор и первый счетчик, а также индикатор,о т л и ч а ю щ е б с я тем, что, с целью повьииения точности диагностики, в него введены последовательно соединенные второй детектор и аттенюатор и последовательно соединенные преобразователь частоты вращения, второй счетчик, анализатор и дисплей, при этом выход фильтра соединен с входом второго детектора, а выход аттенюатора подключен к второму входу дискриминатора, второй выход преобразователя частоты вращения I соединен с вторым входом первого счетчика, выход которого подключен к BTofiOMy входу анализатора, выход V второго детектора соединен с входом индикатора, а первый выход преобразователя частоты вращения соединен с третьим входом анализатора.