Устройство диагностики состояния пар трения Советский патент 1986 года по МПК G01M13/04 

«

Изобретение относится к измерительной технике и диагностике машин и может быть использовано для диагностики состояния подшипников и других пар трения.

Цель изобретения - достигнуть возможность локальной диагностики при измерении одновременно нескольких параметров режима работы и расширить диапазон скоростей, увеличить чувствительность измерения, а также точность определения состояния пар трения.

На чертеже представлено предлагаемое устройство диагностики состояния пар трения. Устройство содержит преобразователь, состоящий из исследуемой пары 1 прижатого теплозвуко- провода 2, встречно поляризованных пьезоэлементов 3 и i с торцовыми электродами 5, общим электродом б и боковым электродом 7, выполненным в виде кольда, и корпуса преобразователя 8, усилитель 9 постоянного тока t высокоомньм входом, измеритель 10 амплитудного значения высокочастотных вибраций, измеритель 11 заряда, измеритель 12 низкочастотных вибраций и решающее устройство 13. Пьезоэлемент 3 соединен с теплозву- копроводом 2, а его боковой электрод подсоединен к измерителю 10 амплитудного значения высокочастотных вибраций. Общий электрод 6 подсоединен к входу усилителя 9 постоянного тока с высокоомным входом, к выходу которого подсоедр нены входы измерителя 11 заряда и измерителя 12 среднеквад ратического значения низкочастотных вибраций. Выходы измерителя 10 высокочастотных вибраций, измерителя 11 заряда и измерителя 12 низкочастотных вибраций подсоединены к входам решающего устройства 13.

Устройство работает следующим образом.

Теплозвукопровод 2 преобразователя прижимается через контактную смазку, обеспечивающую тепловой и акустический контакт, к неподвижной части пары 1 трения. Вибрация через теп лозвукопровод 2 поступает на пьезо- элементы 3 и 4. С промежутка между электродами 5 и 7 пьезоэлемента 3 отмается напряжение, пропорциональное высокочастотным вибрациям. Боковой электрод 7 и торцовый электрод 5 создают неоднородное электрическое

20

25

50888 2

поле в межэлектродном промежутке, вследствие чего получается широкая полоса пропускания в области высокочастотных (200 кГц - 2 мГц) вибраций.

5 Сигнал с электрода 7 поступает на измеритель 10 амплитудного значения высокочастотных вибраций, который на выходе выдает постоянное напряжение Up, , пропорциональное амплитудному О значению высокочастотных вибраций, например, вьш1е 200 кГц,

С общего электрода 6 пьезоэлементов 3 и 4 на усилитель 9 ПОСТОЯРШО- го тока с высокоомным входом посту15 пают два сигнала. Первый из них обусловлен низкочастотньп 1И вибрациями, например в области частот (0,1 - 10) кГц. Вследствие встречной ризации пьезоэлементов 3 и 4 они электрически соединены параллельно, а механически последовательно, что позволяет получить высокую чувствительность измерения низкочастотных вибраций. Второй из сигналов обусловлен поступлением тепла из неподвижной части пары трения через тепло- звукопровод 2 на пьезоэлементы 3 и 4, Вследствие тепла повышается температура пьезоэлементов, что на ос30 нова пироэффекта вызывает появление заряда, например положительного, на электроде 6, Величина заряда пропорциональна разности температуры непод- вижь(ой части пары трения и первона j чальной температуры пьезоэлементов, которая приблизительно равна температуре окружающей среды. I

С выхода усилителя 9 постоянного тока с высокоомным входом постоянное напряжение поступа.ет на измеритель 11 заряда, а переменное напряжение низкочастотных вибраций - на измеритель 12 среднеквадратического значения низкочастотных вибраций. С . вьЕхода измерителя 11 заряда постоянное напряжение U., пропорциональное разности температур неподвижной части пары трения и окружающей среды, поступает на первый вход решающего устройства 13. На второй вход решающего устройства 13 поступает постоянное напряжение Ц,, , пропорциональ- .ное среднеквадратическому значению низкочастотных вибраций, а на тре- тий - напряжение U из измерителя 10 амплитудного значения высокочастотных вибраций. Решающее устройство определяет величину Uj- К, +

40

45

50

31

+ к л, /и„„ , где К,, К, Кд -- весовые коэффициенты, а также сравнивают с заданной величиной и по результату сравнения определяет состояние пары трения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить с помощью одного преобразователя локальную диагностику пары трения, путем кратковременного (порядка 10 с) прижатия преобразователя к поверхности неподвижной части пары трения. Кроме того, данное устройство может работать и со стационарным креплением к неподвижной части пары трения. В . таком случае напряжение U- пропорционально скорости изменения температуры неподвижной части пары трения. Такой режим диагностики увеличивает ее достоверность в случае работы пары трения в широком диапазоне скоростей и нагрузок.

Формула изобретения

Устройство диагностики состояния пар трения, содержащее измеритель амплитуды высокочастотных вибраций, измеритель среднеквадратического значения низкочастотных вибраций, решающее устройство и преобразователь, первый выход которого подключен к

Составитель Н.Платонов Редактор С.Лисина Техред В.Кадар

Заказ 4400/36 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

10

5

508884

входу измерителя амплитуды высоко- частотных вибраций, выход которого подключен к первому входу решающего устройства, второй вход которого 5 подключен к выходу измерителя сред- . неквадратического значения низкочастотных вибраций, отличающе- е ,с я тем, что, с целью обеспечения локальной диагностики при одновременном измерении нескольких параметров, упрощения схемы и расширения диапазона скоростей, оно снабжено измерителем заряда и усилителем постоянного тока с высокоомным входом, который подключен к второму выходу преобразователя, а выход усилителя постоянного тока подключен к входу теля среднеквадратического значения 1изкочастотных вибраций и к входу измерителя заряда, выход которого подключен к третьему входу решающего устройства, причем преобразователь выполнен в виде теплозвукопровода, к торцу которого прикреплены последовательно первый торцовый электрод, первый пьезоэлемент, снабженный боковым электродом, смещенным в сторону теплозвукопровода и являющимся первым выходом преобразователя, общий электрод, являющийся вторым выходом преобразователя, второй пьезоэлемент и второй торцовый электрод.

20

25

30

Корректор В.Бутяга

Изобретение относится к измерительной технике и диагностике машин и позволяет достигнуть локальной диагностики при измерении одновременно нескольких параметров режима работы. С выхода усилителя 9 посто- . янного тока с высокоомным входом постоянное напряжение поступает на измеритель 11 заряда, а переменное на- пряжение низкочастотных вибраций - на измеритель 12. С выхода измерителя 11 заряда постоянное напряжение и-с поступает на первый вход решающего устройства 13, на второй вход устройства 13 поступает постоянное напряжение U , на третий - напряжение Vf, . Решающее устройство определяет фактическое суммарное напряжение Uj- и сравнивает его с заданной величиной. 1 ил. I СЛ