Устройство для диагностики шарикоподшипников электродвигателя Советский патент 1985 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к подтипниковой промьшшенности и может быть преимущественно использовано для диагностики шарикоподшипников электродвигателя,

Целью изобретения является повьшение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено параллельно включенными цепями, каждая из которых сострит из последовательно соединенных широкополосного фильтра, масштабирующего блока, ключевой схемы, первого запоминающего блока, функционального блока и второго запоминающего блока, первый вход которого соединен с вторым выходом клю™ чевой схемы, а выход- с вторым входом функционального блока, выход которого соединен с вторым входом масштабирующего блока, последовательно соединенными блоком управления, генератором электрических колебаний, генератором механических колебаний для установки на нем объекта исследования и вторым сумматором, при этом вход широкополосного фильтра соединен с выходом усилителя, вход второго сумматора соединен с третьим выходом ключевой схемы,выход- с входом частотного анализатора, второй выход блока управления соединен с вторыми входами ключевых схем, третий выход блока управления - с вторыми входами первых и вторых запоминяющих блоков.

На чертеже дана схема устройства.

Устройство содержит вибропреобразователь 1, усилитель 2, частотный анализатор 3, синхронизатор 4, счетчик 5, матричный дешифратор 6, блок 7 совпадения, режимный переключатель 8, блок 9 определения вероятности дефекта подшипника, блок 10 ввода вероятности дефекта подшипника., запоминающий блок 11, сумматор 12, пороговый блок 13 и цифровой

преобразователь - указатель 14. 1

Выход усилителя 2, последовательно соединенного с вибропреобразователем 1, соединен с входами параллельно включенных цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных широкополосного фильтра 15, масштабирующего блока 16, ключевой схемы 17, первого запоминающего блока 18, функционального блока 19 и второго запоминающего блока 20,

первый вход которого соединен с вторым выходим ключевой схемы 17, а выход - с вторым входом функционального блока 19, выход которого соединен с вторым входом масштабирующего блока 16. Третьи выходы ключевых схем 17 соединены с входами второго сумматора 21, выход которого соединен с последовательно соединенными частотным анализатором 3, блоком 7 совпадения,режимным переключателем 8, запоминающим блоком 11, сумматором 12, пороговым блоком 13 и цифровым преобразователем - указателем 14.

Синхронизатор 4 через счетчик 5, матринный дешифратор 6 соединен с вторым входом блока 7 совпадения, второй выход режимного переключателя 8 через блок определения вероятности дефекта подщ:;|пника 9 и блок 10 ввода вероятности дефекта подшипника соединен с вторым входом сумматора 12, второй выход синхронизатора 4 соединен с вторым входом частотного анализатора 3, втрой выход матричного дешифратора 6 соединен с вторым входом порогового блока 13. Для обеспечения работы устройства в различных режимах служит блок 22 управления, первый выход которого через генератор 23 электрических колебаний, генератор 24 механических колебаний соединен с объектом 25 исследования, на котором устанавливается вибропреобразователь 1.

Устройство работает следующим образом.

Для повьш1ения точности диагностики перед проведением непосредственно диагностики технического состояния исследуемого подшипника проводится определение передаточнЕлх функций (АЧХ) эталонного электродвиг ателя W.g и экспериментальной установки , предназначенных для измере.ния вибрации одиночного шарикоподшипника на стадии проверки его технического состояния перед сборкой электродвигателя. При определении АЧХ электродвигателя и экспериментальной установки вибропреобразователь 1 устанавливается соответственно на корпусе электродвигателя в районе подшипниковых щитов или на экспериментальной установке и преобразует вибрации в электрические сигна31лы, которые усиливаются усилителем 2. Невращающийся электродвигатель или экспериментальнал установка с неподвижным подшипником 25 механичес ки связываются с генератором 24 меха ческих колебаний , который создает вибрацию в соответствии с сигналом, поступающим на него с генератора 23 электрических колебаний. Блок 22 управления, первый выход которого соединен с генератором 23 электрических колебаний, обеспечивает создание вибрации с частотами, равными средним частотам полосы пропускания широкополосных фильтров 15, Сигналы с усилителя 2, которые пропорциональ ны вибрации эталонного двигателя х о ; или экспериментальной установки х -и А6 ; эу- «ss - , W. F, где F - величина возмущающей силы, поступают на входы п параллельных широкополосных фильтров 15, умно жаются в-масштабирующих блоках 16 на коэффициенты,определяемые констру тивными параметрами исследуемого объ екта, и поступают на ключевые схемы 17, Вторые входы ключевых схем соединены с вторым в кодом блока 22 управления, по командам с которого про изводится подача сигнала, характеризующего Wj , на первый вход первого запоминающего блока 18 при определении АЧХ экспериментальной установки, и на первый вход второго запоминающего блока 20 при определеНИИ АЧХ эталонного электродвигателя. При поступлении на вторые входы первого 18 и второго 20 запоминающего блоков сигналов с третьего входа блока 22 управления, которые характеризуют окончание работы устройства в режиме определения. АЧХ и начало работы в режиме собственно диагностирования, в блоках 19 функционального пр образования определяются величины ЬУ Последние величины поступают на : вторые входы масштабирующих блоков 16 коэффициент передачи которых изменяется в это же число раз при работе устройства в режиме диагностирования. При работе в режиме диагностирования вибропреобразователь 1 измеряет вибрацию исследуемого одиночного подшипника, установленного на экспериментальную установку. Сигнал с вибропреобразователя 1 усиливается усилителем 2 ji nocTynaeT на входы п параллельно 1 .4 включенных фильтров 15. После умножения в масштабирующих блоках 17 на величину W.g, W, сигналы поступают на третий выход ключевых схем 17, на вторые входы которых также поступает сигнал о переходе к режиму диагностирования, С третьих входов ключевых схем 17 сигналы поступают на сумматор 21, где осуществляется суммирование 3i .эчСигнал сумматора 21, несущий информацию о техническом состоянии подшипника, установленного в двигатель, поступает на частотный анализатор 3, Анализ и обработка сигнала с целью определения технологических дефектов подшипника осуществляется с помощью блоков 3-14, Настройку час .отного анализатора 3 производят двигателем настройки, входящим в синхронизатор 4. Одновременно синхронизатор 4 вьадает на счетчик 5 синхронизирующую последовательность импульсов. Информация о состоянии счетчика 5 поступает на матричный дешифратор 6, на наборном поле которого выставляются определенные теоретические информационные частоты. Сигнал с матричного дешифратора 6 поступает в блок 7 совпадения в том случае,когда анализатор 3 спектра настраивается на одну из информационных частот. Каждая шина матричного дешифратора 6, соответствующая определенной информационной частоте, подключается к своей схеме в блоке 7 совпадения. На вторые входы схем совпадения поступает с частотного анализатора 3 сигнал, пропорциональный амплитуде вибрации исследуемого подшипника на частоте настройки анализатора спектра. При одновременном появлении сигнала на обоих входах блока 7 совпадения появляется импульс, который через режимный переключатель 8, находящийся в положении Распознавание, поступает в запоминающий блок 11. При наличии вибрации с определенной информаци онной частотой в запоминающем блоке 11 открывается ключ, соответствующий этой частоте, и на соответствующий вход сумматора 12 подключается

единичное напряжение. Сумматор 12 вычисляет значение дискриминантной функции.

Значения весовых коэффициентов информационных частот определяются в блоке 9 определения вероятности дефекта подшипника и вводятся в сумматор 12 при работе устройства на режиме Обучение, блоком ID ввода вероятности дефекта подшипника. Напряжение с сумматора 12, знак которого соответствует знаку дискриминатной функции, поступает в пороговый блок 13, в котором устанавливается наличие или отсзггствие дефекта в исследуемом подшипнике.

На второй вход порогового блока 13 в конце анализа импульс поступает с шины считывания. Если в конце 5 анализа на входе порогового блока 13 появляется импульс, то. он фиксируется на цифровом преобразователеуказателе 14.

10 Предлагаемое устройство для диагностики, в отличие от известного, позволяет определять техническое л состояние подшипника с учетом его изменения при установке в электродвигатель, что дает возможность увеличить точность диагностики.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь и усилитель, синхронизатор, счетчик,матричньй, дешифратор, блок совпадения, режимнйй переключатель, запоминающий блок, первый сумматору пороговый блок и цифровой преобразователь - указатель, блок определения вероятности дефекта подшипника, выход которого соединен с вторым выходом режимного переключателя, и блок ввода вероятности дефекта подшипника, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а также частотный анализатор, выход которого соединен с вторьи входом блока совпадения, а вход- с выходом синхронизатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, -оно снабжено параллельно включенными цепями, каждая из которых состоит из последовательно соединенных широкополосного фильтра, масштабирующего блока, ключевой схемы, первого запоминающего блока, функционального блока и второго запоминающего блока, первый вход которого соединен- с вторым выходом ключевой схемы, а выход - с вторым входом функционального блока, выход i которого соединен с вторым входом масштабир5тощего блока, последовательно соединенными блоком управления, генератором электрических колебаний, генератором механических колебаний для установки на нем объекта исследования и вторым Сумматором, при этом вход широкополосного фильтра соединен с выходом усилителя, вход второго сумма тора соединен с третьим выходом чевой схемы, выход-с входом частот ного анализатора, второй выход блока управления соединен с вторыми входами ключевых , третий выход блока управления - с вторыми входами перво|го и второго запоминающих блоков це:пей.