Устройство для диагностики подшипников Советский патент 1984 года по МПК G01H15/00 

1 Устройство относится к измерител ной технике и может быть использова при оценке технического состояния и прогнозировании ресурса подшипников. Известно устройство для диагностики подшипников, содержащее последовательно соединенные преобразователь, устанавливаеьв 1й на испытуемом объекте, согласующий усилитель фильтр нижних частот, блок узкополосных фильтров, блок выделения максимального сигнала, блок логарифмирования, вычитатель и коммутатор, второй и третий блоки логарифмирования, второй вычитатель, первым входом связанный с выходом второго блока логарифмирования, вт рым входом - с выходом третьего бло ка логарифмирования, а выходом с третьим входом первого вычитателя, и индикатор t . Недостатком известного устройства является невысокая точность диагностики вследствие сложности пе рестройки при наличии нескольких пе риодических составляющих в спектре сигнала, амплитуда которых постоянно меняется при изменении частоты возбуждающего сигнала. Цель изобретения - повьппение точ ности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для диагностики подшипников, содержащее последовательно соединенные преобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, согласующий усилитель, фильтр нижних частот, блок узкополосных фильтров, блок выделения максимального сигнала, блок логариф мирования, вычитатель и коммутатор второй и третий -блоки логарифмирования, второй вычитатель, первым входом связанный с выходом второго блока логарифмирования, вторым входом - с выходом третьего блока логарифмирования, а выходом - с третьим входом первого вычитателя, и индикатор, снабжено последовательно соединенными электродвигателем, валом связываемым с испытуемым объектом датчиком оборотов, установленньш на валу, интегратором, блоком синхронизации и задатчиком частоты вращения вала, выходом подключенным к управляющим обмоткам электродвигателя, квадратичным интегратором, первым входом подключен 24J ным к выходу блока синхронизации, к второму входу блока узкополосных фильтров и к второму входу первого вычитателя, вторым входом - к выходу блока выделения максимального сигнала, а выходом - к входу второго блока логарифмирования, амплитуд-, ным детектором, включенным между вторым выходом интегратора и третьим блоком логарифмирования, последовательно соединенными блоком спектрального эталона и третьим вычитателем, включенными между коммутатором и индикатором, линейным интегратором, подключенным входом к выходу первого вычитателя и выходом к второму входу коммутатора, а второй вход третьего вычитателя связан с вторым выходом коммутатора. На чертеже представлена блок-схема устройства для диагностики подшипников. Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1, устанавливаемый на испытуемом объекте (не обозначен), согласующий усилитель 2, фильтр 3 нижних частот, блок 4 узкополосных фильтров, блок 5 вьщеления максимального сигнала, блок 6 логарифмирования , вычитатель 7 и коммутатор 8, второй 9 и третий 10 блоки логарифмирования, второй вычитатель 11, первым входом связанный с выходом второго блока 9 логарифмирования, вторым входом - с выходом третьего блока 10 логарифмирования, а выходом с вторым входом вычитателя 7, и индикатор 12, последовательно соединенные электродвигатель 13, валом 14 связываемым с испытуемым объектом, датчик 15 оборотов, установленный на валу 14, интегратор 16, блок 17 синхронизации и задатчик 18 частоты вращения вала 14, выходом подключенный к управляющим обмоткам электродвигателя 13, квадратичный интегратор 19, первым входом подключенный к выходу блока 17 синхронизации, к второму входу блока 4 узкополосных фильтров и к второму входу вычитателя 7, вторым входом к выходу блока 5 вьщеления максимального сигнала, а выходом - к . входу второго блока 9 логарифмирования, амплитудный детектор 20, включенный между вторым выходом интегратора 16 и третьим блоком 10 логарифмирования, последовательно соединенные блок 21 спектрального эталона н третий вычитатель 22, вк ченные между коммутатором 8 и инди катором 12, линейный интегратор 23 подключенный входом к выходу вычитателя 7 и выходом - к второму вхо ду коммутатора 8, а второй вход третьего вычитателя 22 связан с вт рым выходом коммутатора 8. Устройство работает следующим о разом. Перед началом измерений объект диагностирования (не обозначен) роторного действия выводят с помощью двигателя 13 с регулируемым чи лом оборотов на требуемый скоростной режим в соответствии с уставкой блока 18 задания, частоты враще ния вала. К валу подключен кодовый частотный датчик 15, сигналы с выхода которого поступают на вход интегратора 16. Сигналы с управляющего выхода интегратора 16 поступают на вход блока 17 синхронизации, а с второго выхода интегратора 16 через амплитудный детектор 20 сигналы поступают на вход треть го блока 10 логарифмирования, на выходе которого формируется сигнал, представляющий собой оценку мощности задающих колебаний в логарифмическом масштабе на частоте вращения вала 14, который поступае на второй вход второго 11 вычитателя сигналов. Виброударный сигнал с объекта диагностики воспринимает ся измерительным преобразователем 1 и усиливается согласующим усилителем 2. С выхода согласующего усилителя 2 сигнал поступает на вход фильтра 3 нижних частот, с его выхода - на сигнальный вход блока 4 узкополосных следящих филь ров. Сигнал с выхода блока 4 узкополосных следящих фильтров через блок 5 вьщеления максимального сиг нала поступает на вход блока 6 логарифмирования и на сигнальный вход квадратичного интегратора 19 и представляет собой текущую оценку функции ударного спектра энергии (интенсивности) виброударных колебаний за время одного цикла вр щения подшипника. Сигнал с выхода квадратичного интегратора 19 поступает на вход второго блока 9 логарифмирования , с выхода которого сигнал, представляющий собой усредненную за время одного цикла 244 оценку ударного спектра отклика подшипника на заданной частоте вра-щения вала 14, поступает на первый вход второго 11 вычитателя сигналов, на выходе которого формируется сигнал, характеризующий в логарифмическо,м масштабе отношение энергии виброударных колебаний отклика объекта к мощности задающих колебаний вала 14, т.е. оценку и14пульсной переходной характеристики объекта на фиксированной частоте вращения вала 14. Сигнал с выхода второго 11 вычитания сигналов поступает на третий сигнальный вход вычитателя 7 сигналов. На выходе вычитателя 7 сигналов формируется в логарифмическом масштабе нормированная оценка функции ударного спектра, отстроенняя от амплитуды колебаний импульсной переходной функции на (|иксированной частоте вращения . Сигналы с выхода вычитателя 7 сигналов поступают на вход коммутатора 8 и на вход линейного интегратора 23. На выходе линейного интегратора 23 формируется сигнал, представляющий собой интегральную оценку нормирования ударных спектров во всем диапазоне изменения частот вращения вала, который поступает на второй вход коммутатора 8. Работа коммутатора 8 осуществляется в двух режимах. В первом режиме второй вход коммутатора. 8 клапанируется, а на его сигнальный выход коммутируется сигнал с его первого входа. С управляющего выхода коммутатора 8 поступает сигнал на управляющий вход блока 21 спектрального эталона, на выходе которого формируется сигнал допустимого уровня оценки составляющих нормированных ударных спектров для заданного частотного диапазона и типа подшипников и поступает на вход третьего вычитателя 22 сигналов. Сигнал рассогласо- . вания с выхода третьего вычитателя 22 сигналов, являющийся диагностической оценкой технического состояния объекта контроля, пост5щает на вход индикатора 12. Во втором режиме клапанируется вход коммутатора 8, а на его сигнальный выход коммутируется сигнал с его второго входа. С управляющего выхода коммутатора 8 поступает

J

сигнал на управляющий вход блока 21 спектрального эталона, на выходе которого формируется сигнал допустимого уровня интегральной оценки нормированных ударных спектров для заданного частотного диапазона и типа подшипников, который поступает на второй вход третьего 22 вычитателя сигналов. Сигнал рассогласования с выхода вычитателя 22 сигналой, являющийся прогнозной оценкой оставшегося ресурса работы подшипника, поступает на вход индикатора 12.

На выходе блока 17 синхронизации формируются сигналы, синхронные с частотой вращения вала и кратные ей, которые поступают на управляющие входы задатчика 18 частоты вращения вала 14, блока 4 узкополосных следящих фильтров, квадратич16324 .6

ного интегратора 19 и вычитателя 7 сигналов.

Всякое появление новых гармоник и увеличение амплитуд имеющихся сос5 тавляющих функции ударного спектра свидетельствуеч о появлении новых дефектов и об увеличении усталостных проявлений в поврежденной зоне, благодаря чему осуществляются

10 текущая и прогнозная оценки техничес кого состояния объектов.

Преимуществом изобретения является повышение точности количественной оценки ударов. Кроме того,

15 при наличии откликов на новых час-, тотных составляющих обеспечивается возможность обнаружения новых дефектов на ранних стадиях их возникновений, что позволяет производить

20 оценку технического состояния испытуемого объекта.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ, содержащее последовательно соединенные преобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, согласующий усилитель, фильтр нижних частот, блок узкополосных фильтров, блок выделения максимального сигнала, блок логарифмирования, вычитатель и коммутатор, второй и третий блоки логарифмирования, второй вычитатель, первым входом связанный с выходом второго блока логарифмирования, вторым входом - с выходом третьего блока логарифмирования, а выходом с третьим входом первого вычитателя, и индикатор, отлич.ающее с я тем, что, с целью повьпиения точности оно снабжено последовательно соединенными электродвигателем, валом связываемым с испытуе«jjM объектом, датчиком оборотов, установленным на налу, интегратором, блоком синхронизации и эадатчи- ком частоты вращения вала, выходом подключенным к управляющим обмоткам электродвигателя, квадратичным интегратором, первым входом подключенным к выходу блока синхронизации, к второму входу блока узкололосньгх фильтров и к второму входу первого вычитателя, вторым входом § к выходу, блока выделения максимального сигнала, а выходом - к входу (Л второго блока логарифмирования, амплитудным детектором включенным с между вторым выходом интегратора и третьим блоком логарифмирования, последовательно соединенными блоком спектрального.эталона и третьим вычитателем, включенными между коммутатором и индикатором, линейным интегратором, пс дключенным входом о к выходу первого вычитателя и выхо09 N9 дом - к второму входу коммутатора, а второй вход третьего вычитателя связан с вторым выходом.коммутатора.