Устройство для прогнозирования ресурса электромеханических систем Советский патент 1987 года по МПК H02K15/00 

113

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для определения и прогнозирования параметров надежности электромеханических систем, например электродвигателей, зубчатых приводов,

Цель изобретения - повышение точности и достоверности прогнозирова- ния ресурса электромеханических систем.

На чертеже изображена блок-схема устройства. .

Устройство для прогнозирования ресурса электромеханических систем содержит последовательно электрически соединенные источник питания стенда 1, блок 2 режимного-переключения и испытательный стенд 3, вибропре- образователь 4, закрепленный на испытуемом объекте, установленном на испытательном стенде 3, последовательно электрически соединен с виброизмерителем 5, анализатором 6 спект- ра, вторым входом коммутатора 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, электронно-вычислительную машину (ЭВМ) 9 и цифропечатающее устройство (ЦПУ) 10. На валу испытуемого объек- та установлен датчик 11 скорости, последовательно электрически соединенный с измерителем 12 скорости и первым входом коммутатора 7. Первичный преобразователь 13 установлен вблизи или непосредственно в зоне контакта взаимодействующих поверхностей (зона зацепления, опора испытуемого объекта) и последовательно электрически связан с блоком 14 оценки интенсивности изнашивания и третьим входом коммутатора 7. На испытуемом объекте установлен датчик 15 информативного параметра, последовательно электрически соединенный с измерителем 16 и четвертым входом коммутатора 7, к пятому входу которого подключен второй выход ЭВМ 9, третий выход которой соединен с входом программируемого генератора 17, подключенного к второму входу анализатора 6 спектра, а четвертый выход - с первым входом блока 2 режимного переключения. Второй выход блока 2 режимного переключения соединен с тайме- ,ром 18, подключенным к третьему входу блока .2 режимного переключения.

третий выход которого соединен с вторым входом ЭВМ 9.

5 о 5 g

5

0

5

0

В качестве источника питания стенда 1 и испытательного стенда 3- ис- пользуется вибростенд любого типа, В предлагаемом устройстве могут быть применены также следующие стандартные приборы: в качестве вибропреобразователя 4- вибропреобразователь, например, типа КД-29, в качестве виброизмерителя 5 - виброизмеритель, например, типа 11000, в качестве анализатора спектра 6 - анализатор типа С4-48, в к-йчестве программируемого генератора 17 - генератор сигналов типа ГЗ-110.

В качестве датчика 11 скорости и измерителя скорости 12 могут быть использованы, например, преобразователь и измеритель неравномерности вращения.

Интенсивность изнашивания может быть оценена методом поверхностной активации. Б этом случае в качестве первичного преобразователя 13 и блока 14 оценки интенсивности изнашивания применяется стандартный комплекс измерения, включакщий датчик -у-из-, лучения, представляющий собой блок газоразрядных счетчиков типа ВС-45 и пересчетный прибор, например, типа пет-100.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений в ЭВМ 9 вводится время, соответствующее нар.а- ботке испытуемого объекта в ускоренном режиме испытаний. При нажатии кнопки Измерение на блоке 2 режимного переключения с источника питания стенда 1 подается напряжение питания на испытательный стенд 3. На испытуемый объект начинает действовать ускоряющий фактор. Одновременно с блока 2 режимного.переключения подается задержанный на 0,5 - 2 мин сигнал на включение ЭВМ 9 в режим измерений. В режиме измерений ЭВМ 9, управляя коммутатором 7, с помощью А1Щ 8 производит опрос всех информационных каналов. Канал вибрации вибропреобразователь 4 - вибропреобразователь 5 - анализатор 6 спектра переключаемый программируемым генератором 17, управляемым ЭВМ 9, дает информацию о динамических нагрузках IB зоне контакта взаимодействующих поверхностей. Датчик 11 скорости и

измеритель 12 скорости измеряют относительную скорость скольжения контактирующих поверхностей. Первичный преобразователь 13 и блок 14 оценки интенсивности изнашивания производят оценку величины интенсивности изнашивания взаимодействующих поверхнос- тей. Датчик 15 информативного параметра и измеритель 16 измеряют величину информативного параметра, по которому оценивают техническое состояние испытуемого объекта. По окончании цикла измерений при воздействии ускоряющего фактора из ЭВМ 9 в блок 2 режимного переключения поступает сигнал на включение испытательного стенда 3 и аналогич- ный цикл измерений повторяется в номинальном режиме работы объекта (без воздействия ускоряклдего фактора), По окончании измерений ЭВМ 9 вычисляет коэффициент ускорения для данного времени наработки и ресурс объекта в эксплуатационном режиме и выводит результаты вычислений на печать с помощью ЦПУ 10. Нажатием кнопки Испытания на блоке 2 режимного.переклю- чения запускается таймер 18, формирующий сигнал включения питания испытательного стенда 3, и проводятся ускоренные испытания объекта. По окончании этапа испытаний таймер 18 выдает сигнал в блок 2 переключения на выключение стенда 3 и процедура измерений и вычислений повторяется. Для прогнозирования остаточного ресурса испытуемого объекта по оконча- НИИ испытаний ЭВМ 9 синтезирует регрессионные зависимости для коэффициента ускорения и информативного параметра и по заданному предельном значению информативного параметра выпол няет прогноз выводом его на печать.

Устройство позволяет оценивать с высокой точностью и достоверностью использованный ресурс электромеханических систем в эксплуатационных

условиях по результатам их ускоренных испытаний. Повышение точности и достоверности достигается за счет учета при вычислении коэффициента ускорения характера взаимодействия (по каналу скорости) и свойств контактирующих поверхностей (по каналу интенсивности изнашивания). Кроме того, предлагаемое устройство дает возможность прогнозировать остаточный ресурс изделий с помощью регрессионных зависимостей для коэффициента ускорения, вычисляемого поэтапно ЭВМ, и измеряемого поэтапно информативного параметра (например, зазора в опорах или зубчатом зацеплении, вибрационных характеристик и т.п.). Прогнозирование остаточного ресурса позволяет сохранить до половины ресурса системы.

Формула изобретения

Устройство для прогнозирования ресурса электромеханических систем, содержащее испытательный стенд, ис- точнИк питания стенда, блок режимного переключения, вибропреобразователь, выход которого соединен через виброизмерйтель и анализатор спектра с одним входом электронно-вычислительной машины, к другому входу которой через измеритель подсоединен выход датчика информативного параметра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности прогнозирования ресурса, оно снабжено измерителем и датчиком скорости и блоком оценки интенсивности изнашивания с первичным преобразователем, при этом выходы измерителя скорости и блока оценки интенсивности изнашивания соединены с входами электронно-вычислительной машины,

Редактор А, Огар

Составитель А, Кузьмин Техред М.Дидык

Заказ 6161/54 Тираж 659 .-Подписное

ВШИЛИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

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

Корректор Н, Король

Изобретение относится к области машиностроения. Цель изобретения - повьшение точности прогнозирования ресурса электромеханических систем. Устройство содержит блок режимного переключения, испытательный стенд, вибропреобразователь, анализатор спектра, датчик информативного параметра, измеритель, источник питания стенда и таймер, В него дополнительно введены датчик скорости, измери- .тель скорости, коммутатор, аналого- цифровой преобразователь, злектрон- но-вычислительная машина, цифропе- чатающее устройство, программируемый генератор, первичный преобразователь и блок оценки интенсивности изнашивания. При работе устройства в электронно-вычислительную машину поочередно вводятся сигналы вибрации, интенсивности изнашивания, скорости и величины информативного параметра в номинальном режиме и при воздействии ускоряющего фактора. По этим величинам вычисляется коэффициент ускорения. Вычисления производятся перед каждым п;иклом ускоренных испытаний. По окончании испытаний в электронно-вычислительной машине синтезируется регрессионная зависимость для коэффициента ускорения и информативного параметра и исходя из заданного предельного значения информативного параметра пр огнозиру- ется остаточный ресурс электромеханической системы. 1 ил. .С S (Л СП со 00 сд QO