Устройство для виброакустической диагностики подшипников качения Советский патент 1987 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к подшипниковой промьшшеиности и может быть использовано для безразборной диагностики подшинниковых узлов и подшипников качения.

Цель изобретения - повышение качества диагностики при одновременном действии нескольких дефектов„

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1, фильтр 2, усилитель 3, преобразователь 4 среднего значения, блок 5 сравнения, блок 15 сигнала, обусловленные собственными

6 совпадения, а также последовательно соединенные генератор 7 импульсов, измеритель 8 длительности и последовательно соединенные дискриминатор 9 экстремумов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, первый блок 11 сопряжения. Кроме того, в устройство входят второй блок 12 сопряжения анализатор 13, аттенюатор 14 и индикатор 15. Выход усилителя 3 соединен с входами дискриминатора 9 экстремумов, преобразователя 4 среднего значения и аттенюатора 14, выход которого подключен к второму входу блока 5 сравнения,выход которого соединен с вторыми входакн блока 6 совпадения и второго блока. 12 сопряжения, первый вход которого подключен к выходу измерителя 8 длительности, а первый, второй и третий выходы соединены соответственно с первым входом измерителя 8 длительности , и с третьим и четвертым входами анализатора 13, первый и второй вхо-- дь1 которого подключены соответственно к второму и третьему выходам первого блока 11 сопряжения, первый и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами дискриминатора 9 экстремумов и АЦП 10, оба выхода которого подключены к первому и второму входам первого блока 11 сопряжения, третий вход которого соединен с выходом блока 6 совпадения первый вход которого соединен с вторым входом дискриминатора 9 экстремумов, вторые входы блока 6 и второго блока 12 сопряжения соединены с выходом блока 5 сравнения, а выход анализатора 13 подключен к выходу индикатора 15.

YcTpOPiCTBO работает следующим об- рЛ.зом,

Датчик 1 устанавливают на неподвижное кольцо контролируемого подшипника качения (или корпус подшипникового узла), а генератор 7 импульсов - рядом с приводным валом машины,

В процессе работь; подшипника качения электрический сигнал с выхода датчика 1 поступает на вход фильтра 2, где происходит выделение высококачественной части сигнала (в диапазоне 40-120 кГц), которая соответствует ударным импульсам динамического процесса. При этом составляющие

0

5

резонансными частотами подшипника и подшипникового узла машины, подавляются фильтром 2. Для обеспечения надежной работы дискриминатора 9 и преобразователя 4 среднего значения сигнал на выходе фильтра ,2 усиливают до необходимого уровня с помощью усилителя 3 о

Одновременно в такт вращению приводного вала электрический сигнал с выхода генератора 7 в виде последовательности импульсов угловых меток поступает на второй вход измерителя В длительности временных интервалов,

С выхода усилителя 3 электрический сигнал, пропорциональный динамическому процессу, обусловленному, например, одновременным действием трех дефектов, поступает на входы дискриминатора 9 импульсов, преобразователя 4 ср€;днего значения и аттенюатора 14,,

Дискриминатор 9 экстремумов для каждого ударного импульса определяет его амплитуду и момент экстремумов, которые подаются соответственно на первый вход АЦП 10 и первый вход, блока 6 совпадения. Одновременно ударные импульсы, уменьшенные с помощью аттенюатора 14 в К раз, сравниваются в блоке 5 сравнения со средним значением,- виброакустического

о

сигнала, подаваемого на первый вход блока 5 с выхода преобразователя 4 среднего значения. Каждому факту превышения ослабленным ударным импульсом среднего значения виброакустического сигнала соответствует g появление на выходе блока 5 сравнения электрического импульса, который поступает на второй вход второго tзлoкa 12 сопряжения (для формирования импульса передачи кода длительности

0

5

0

временного интервала в анализатор 13 и подготовки измерителя 8 длительности к очередному измерению), а также на второй вход блока 6 совпадения для подтверждения значимости момента экстремума и формирования по сигналу с выхода блока 6 сравнения через третий вход первого блока 11 сопряжения

и его четвертый выход сигнала на раз- ю повторяемости длительностей между

решение пуска АЦП 10. Таким образом АЦП 10 преобразует в код амплитуду только тех ударных импульсов, которые превысили в заданное число раз среднее значение виброакустического сигна-15 торяющейся длительности между ударныла. Это обеспечивает исключение избыточности без потери необходимой части информации виброакустического сигнала при изменении его амплитуды в широком динамическом диапазоне. После 2о получения кода амплитуды АЦП 10 выдает на первый вход первого блока 1I сопряжения значение этого кода, а

Конец

формиру- 25 анализатора 13 выдается на индикатор ется сигнал Сброс на первом вы-ходе 5 либо обобщающим показателем Испна второй его вход - сигнал

II преобразования, по которому

ми импульсами и принимают решение о техническом состоянии подшипника качения подшипникового узла).

Эти операции выполняются по задан ному алгоритму в НВК анализатора 13 на основе программного управления обработкой информации с помощью микропроцессора и составных частей ИВК.

Полученный результагт анализа из

блока 11 сопряжения, которым устанавливается в исходное положение дискриминатор 9 экстремумов путем подачи его на второй вход дискриминатора 9

С приходом очередного ударного импульса, превысившего среднее значение по сигналу с выхода блока 3 сравнения второй блок 12 сопряжения передае код длительности между ударными им- пульсами с выхода блока 8 на третий вход анализатора 13 повторяемости временных интервалов, а на четвертый

Предлагаемое устройство повышает достоверность диагностирования при одновременном действии в подшипнике качения нескольких дефектов, что достигается реализацией метода аналивход анализатора 13 с третьего выхода блока 12 сопряжения передаются коман- 40 динамических процессов в амплитуд- ды управления на запись данной инфор- но-временной области путем цикличес- мации. Аналогично на первый вход анализатора 13 с второго выхода блока 11 сопряжения в такт моментам экстремумов передаются коды амплитуды 45 ударных импульсов, а на второй вход анализатора 13 с третьего выхода блока 11 сопряжения - команды управления на запись информации об амплитуде ударных импульсов.50

В результате в анализаторе 13 запоминается массив отсчетов амплитуд ударных импульсов и нормированных длительностей -между ними, получен-

кого измерения нормированной (относительно периода вращения приводного вала механизма) длительности между ударными импульсами и определения в каждом последующем и предьщущих циклах измерения повторяющихся длительностей

Формула изобретения

Устройство для виброакустической диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенный за время, равное заданному числу 55 датчик, фильтр, усилитель, преобразователь среднего значения и блок сравнения, генератор импульсов и измеритель длительности, а также

периодов вращения приводного вала После этого осуществляют анализ длительностей между ударными импульсами в два этапа.

индикатор, отличающееся

Па первом этапе организуют циклы измерения и запоминания длительностей до каждого ударного импульса с началом отсчета от первого ударного .. импульса в цикле и сдвигом для следующего цикла начала отсчета до следующего ударного импульса.

На втором этапе производят анализ

ударными импульсами каждого цикла, определение соответствующих им амплитуд ударных импульсов и формирование массивов амплитуд для каждой пов-.ми импульсами и принимают решение о техническом состоянии подшипника качения подшипникового узла).

Эти операции выполняются по заданному алгоритму в НВК анализатора 13 на основе программного управления обработкой информации с помощью микропроцессора и составных частей ИВК.

Полученный результагт анализа из

равен-неисправен , либо в дифференцированном виде с указанием технического состояния отдельных деталей подшипника. При этом значение нормированной длительности свидетельствует о виде дефекта, а значение амплитуд и функция распределения амплитуд - с о величине и характере дефекта.

Предлагаемое устройство повышает достоверность диагностирования при одновременном действии в подшипнике качения нескольких дефектов, что достигается реализацией метода анали динамических процессов в амплитуд- но-временной области путем цикличес-

динамических процессов в амплитуд но-временной области путем цикличес-

кого измерения нормированной (относительно периода вращения приводного вала механизма) длительности между ударными импульсами и определения в каждом последующем и предьщущих циклах измерения повторяющихся длительностей

Формула изобретения

Устройство для виброакустической диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединениндикатор, отличающееся

тем, что, с целью повышения качества диагностики при одновременном действии нескольких дефектов, оно снабжено последовательно соединенными дискриминатором экстремумов аналого- цифровым преобразователей, блоком совпадения и анализатором повторяемости временных интервалов, при этом входы блока совпадения соединены соответственно с вторым выходом дискриминатора экстремумов и выходом блока сравнения, а выход - с вторым входом первого блока сопряжения.

второй и третий выходы которого соот- 15 ремумов, а выход анализатора повторяветственно соединены с вторыми входами дискриминатора экстремумов и

34053в

аналого-цифрового преобразователя, вход и выход в.торого блока сопряжения соединены соответственно с вы- ходом и вторым входом измерителя длительности, а вторые вход и выход соединены соответственно с выходом блока сравнения и вторым входом анализатора повторяемости временных 0 интервалов, вход аттенюатора соединен с выходом усилителя, а выход - с вторым входом блока сравнения, при этом выход усилителя также соединен с вторым входом дискриминатора экст. емости временшэтх интервалов - с входом индикатора.

Изобретение относится к подшипниковой пpo ьшшeннocти, в частности к безразборной диагностике подшипников качения и подшипниковых узлов. Цель изобретения - повьш1ение качества диагностирования при одновременном действии нескольких дефектов. Устройство реализует метод анализа диагностических процессов в амплитудно-временной области. Осуществляют циклическое измерение нормированной относительно периода вращения приводного вала механизма длительности между ударными импульсами. Определяют в каждом последующем и предыдущих циклах измерения число повторяющихся длительностей. Для зтого устройство содержит последовательно соединенные датчик, фильтр, усилитель, преобразователь среднего.значения, блок сравнения, измеритель длительности, индикатор, генератор импульсов, а также последовательно соединенные . дискриминатор экстремумов и аналого- цифровой преобразователь, два блока сопряжения и аттенюатор. 1 ил, i СЛ СлЭ 00 4 О ел 00

Редактор А.Огар

Составитель ВоПучинский Техр ед М.Ход а нич

Заказ 3957/41

Тираж 776Подписное

BHTOfftti Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, ГоУжгород, ул.Проектная,4

Корректор В„Гирняк