Устройство для диагностики приборов Советский патент 1984 года по МПК G01M13/04 G01L3/10 

Изобретение относится к приборостроению и машиностроению и может быть использовано для определения состояния опор приборов различных конструкций.

Известно устройство для контроля качества подшипников, гиромотрров , ссяержащее смонтированный на основании возбудитель механических колебаНИИ, датчик вибрации, опору для крепления собираемого узла гиромотора, выполненную в виде охватывающего статор, корпуса, одна из торцевьк утенок которого упругая, имекадая закрепленные на ней тензодатчики, а другая выполнена в виде подвижной крышки Cl..

Главный недостаток указанного устройства заключается в том- что оно не- обеспечивает достаточной точности контроля натяга подшипников а также необходимость разборки прибора при этом.

Известна установка, для проверки и испытания гироскопических прибороз содержащая мас.сивный корпус, над

которым расположена платформа для закрепления проверяемого прибора,, а также приводы для вращения и созда-. ния циклических колебаний платформы 23. ..

. Эта установка обладает существенньаии недостатками, которые заключагтся в сложно конструктивном выполнении, а также в невозможности плавного изменения частоты циклических колебаний платформы..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому резуль-тату к изобретению является устройство для контроля параметров работы электродвигателя, содержащее корпус, усилитель и чувствительный элемент, подключенный к усилителк f 3 .

Недостатки указанного устройства заключаются в сложном конструктивнем исполнении, а также невысоких точности и быстродействии определения состояния подшипниковых узлов, так как постоянная времени реверсивного двигателя, предназначенного для перемещения движка чувствительного элемента, сравнительно, большая

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия определения подшипниковых узлов приборов .

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для диагностики приборов,содержащем корпус,усилитель чувствительный элемент,подключенный к усилителю,источник напряжения и

,сх&лу измерения параметров, чувстви тельный элемент выполнен в торсионного вала из пьезокерамики, один конец которого жестко закреплен в корпусе, не другом выполнена планшайба для закрепления исследуемого

прибора, ось этого вала вЕлюлнена из металлической проволоки, а его наружная поверхность металлизирован и разделена на три кольцевые части, которые подключены к источнику напряжения, причем схема измерения параметров выполнена в виде вибратора, подвижная часть которого насажена на торсионном валу, датчика крутильных колебаний ваг,л, соединенного с вибратором положительной обратной связью через усилитель, частотного детектора, подключенного на выход усилителя, выпрямителя, вход которого подключен к одному выходу частотного детектора, и двухкоординатыого самопишущего прибора, один вход которого подключен к второму выходу частотного детектора, а второй - к выходу.выпрямителя.

, На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства на фиг. 2 зависимости изменения напряжений, подаваемых на эJJeктpoды торсионного .вала; на ф1.г. 3 - торсионный вал под действием подаваемых на его элетроды напряжений; фиг. 4 - зависимость величины выходного напряжения выпрямителя от частоты крутильных колебаний вала.

Устройство содержит корпус 1 для закрепления прибора 2, усилитель 3, торсионный вал 4, одним концом жестко закрепленный на корпусе 1, планшайбу 5, выполненную на втором конце вала -4 и пре ;назначенную для закрепления прибора 2, металлическую проволоку 6, установленную внутри и по оси вала 4 , кольцевые части 79 наружной металлизированнойповерхности вала 4, а также вибратор 10, псивижная часть 11 которого насажена на валу 4, и датчик 12 крутильны колебаний вала-4, которые соединены между собой положительной обратной связью через усилитель 3.

Кроме того, устройство содержит частотный детектор 13, подключенный на выходе усилителя 3, выпрямитель

14,вход которого подключен к одному выходу частотного детектора 13, двухкоовдинатный самопишущий прибор

15,один вход которого подключен к второму выходу частотного детектора 13, а второй - к выходу выпрямителя 14, и источник 16 напряжения подключенный к частям .

Торсионный вал 4 вместе с плангиайбой 5 и закрепленным на ней исслеяуемым прибором 2 пси действием окружакхцей .среды совершают малые затухающие крутильные колебания на собственной частоте. Э л колебания воспринимаются обмоткой датчика 12, усиливаются усилителем 3 и подаются на обмотку вибратора 10, подвижная часть 11 которого насажена на валу 4. Так как датчик 12 и вибратор 10 соединены между собой положительной обратной связью через усилитель 3, при определенном коэффициенте усиления усилителя 3 в упомянутой системе (датчик - усилитель - вибратор) происходят незатухающие крутильные коле бания на собственной частоте. При свершении исследуемым прибором 2 крутиыльных колебаний ротор прибора из-за наличия момента сопротивления вращению от осевого натяга шарикоподшипников и физико-механичес кого состояния смазки совершает крутильные колебания с той же частотой что и корпус прибора, если выполня-ется неравенство,. л, . где M«j- момент трогания в опорах подвеса ротора; J - полярн;лй момент инерции ротора ; Ч - амплитуда крутильньлх колебаний. Однако,если менять частоту крутильных колебаний, наступит момент отцепления ротора от корпуса прибора 2, т.е. ротор не будет успе вать колебаться вместе с корпусом. Частота крутильньлх колебаний, при которой происходит этот момент, как раз характеризует величину силы осе вого натяга и состояние смазки в йо ишпниках..Момент отцепления рот ра фиксируется следующим образом. От источника 16 полупериодного напряжения на разделенные части 7подается высоковольтное полупериодное напряжение (фиг. 2). Напряжение U положительной полуволны (относительно заземленной про волоки 6) подается на части 7 и 9, а напряжение и2(отрицательной полуволны) - на среднюю часть 8. В связ с этим концом вала 4 расширяются (поляризация вала-рэдиальная), а середина сжимается (фиг. 3),из-за чего изменяется крутильная Ж1есткост вала 4 и тем самым меняется частота собственных крутильных колебаний системы торсионный вал 4 - планшайба 5-- исследуемый прибор 2. Изменение формы вала 4 (крутильной жесткости) производится периодично (согласно закону изменения напряжениКЦи UL) . При достижении момента проскальзывания ротора относительно корпуса прибора 2 резко повышается частота крутильных колебаний упомянутой системы (отсоединяется момент, инерции ротора, так как колебания совершает только корпус- приборе 2) . 1 На вьлходе усилителя 3 подключен частотный детектор 13, выдает сигнал синусоидальной -формы. Этот сигнал подается на выпрямитель 14, на выходе которого получается сигнал постоянной величины, который поступает на один вход двухкоординатного самопишущего прибора 15. На другой вход прибора 15 подается напряжение от частотного детектора, пропорциональное частоте крутильных колебаний упомянутой колебательной системы. В связи с этим прибор 15 записывает зависимость величины выпрямленного выпрямителем 14 напряжения от- частоты крутильных колебаний (фиг. 4) . В момент проскальзывания ротора относительно корпуса прибора 2 (частоTraf на фиг. 4) частота крутильных колебаний резко повышается, а амплитуда выпрямленного напряжения также резко падает (таким подобран,рабочий режим частотного детектора 14),что и регистрирует прибор 15. ЗкcпepимeнтaлLнo установлено, что можно эффективно определить состояние подшипниковых узлов приборов, так как измерение параметров подшипниковых узлов путем изменения частоты колебательной системы является чувствительаьал и быстрсщействукщим, а также в 2тЗ раза более точным, чем другиг виды измерения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПРИБОРОВ, содержгицее KOfxiyc, усилитель, чувствительный элемент, пддклн ченньй к усилителю, источник напряжен НИН и схему параметров, о т л и ч а ю ц е :е с я тем, что, с целью повышения точности и быстропействия опр целения состояния подшипниковых узлов приборов, чувствительный элемент выполнен в в1зде торсионного вала КЗ пьезокерамики, един конец которого жестко закреплен в корпусе, на другом выполнена планшайба для за- . крепления исследуемого прибора, ось этого вала выполнена из металлической проволоки, а его наружная поверхность металлизирована и разделена на три кольцевые части, которые пояключены к источнику напряжения, при. чем схема измерения параметров выполнена в виде вибратора, подвижная часть которого насажена на торсионном валу, датчика крутильных колебаний вала, соединенного с вибратором положительной обратной связью через усилитель, частотного детектора, подключенного на вьвсср усилителя, выпрямителя, вход которого подключен к одному выходу частотного детектора , и двухкоординатиого самопишущего прибора, один вхс« которого подключен к второму выхопу частотного детектора, а второй - к выходу выпрямителя. Ж ел vj со

Г

////////////

//7// /7/////А

фи.З

Фиг.