Способ контроля технического состояния редукторов горных машин по вибрационным нагрузкам Советский патент 1989 года по МПК G01H1/00 E21C35/24 

I

Изобретение относится к области виброакустической диагностики горных машин и может быть использовано для контроля технического состояния редукторов очистных и проходческих комбайнов.

Целью изобретения является повы- шение точности контроля технического состояния редукторов горных машин за счет учета реальной нагруженности.

На фиг. I представлено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу способа.

Сущность способа заключается в следующем.

При работе горной машины регистрируют вибросигнал в режиме нагружения редуктора, выделяют на каждом i i-м интервале А- максимальное значение амплитуды вибросигнала, задают величину N0 предельного числа циклов нагружения, выделяют максимальное значение AWCIKC амплитуды вибросигнала за i-1 временных интервалов, прошедших с начала эксплуатации редуктора, на каждом i-м временном интервале сравнивают значение AJ с выделенным Ам01КСи, если AJ Ад,вкЈ, то определяют число N3i циклов нагружения на i-м

временном интервале и величину и

5. N . суммарного числа циклов нагру1

жения по следующим зависимостям: N3. - K(A5/AMej i

IN3, - N3{+ Г N. ,

если А . A

Э|

Л

МРКО то N3i и 2lN3i

определяют по следующим зависимостям:

JN35 К(АМЯКС/А,)4,

}iN3i N3i + (AMakc/A-) ЈN,I ,

где К 3600 ft const, i - 1 ,...,n, f - частота циклов нагружения , t - длительность временного ин- -JQ тервала,

при этом на каждом i-м временном инп

тервале сравнивают величину

1

с величиной N0 и по результатам сравнения оценивают техническое состоя- J5 ние редуктора.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит вибродатчик I, пороговый блок 2, первый прямой ключ 3, блок 4 квантования по уровню,блок Ю 5 квантования по времени, блок 6 выде- ления максимального значения, обратный ключ 7, первый сумматор 8, первый блок 9 памяти, первый блок 10 сброса памяти в нулевое состояние, 45 второй обратный ключ 11, сигнум-реле 12, блок 13 задержки на время И,, первый блок 14 задержки на время Сг , третий прямой ключ 15, первый блок 16 деления, четвертый прямой ключ 17, 50 второй блок 18 деления, второй блок 19 задержки на время Jj, функциональный преобразователь 20, усилитель 21, второй сумматор 22, второй блок 23 сброса памяти в нулевое состоя- 55 ние, второй блок 24 памяти, пятый 25, шестой 26 и седьмой 27 прямые ключи, блок 28 умножения, первый индикатор

д

0

5

-JQ

J5

Ю 45 50 55

29, третий сумматор 30, блок 31 задания N0, второй пороговый блок 32.

Устройство работает следующим образом .

Рассматривают в качестве примера фрагмент вибросигнала, полученный при К М включении горной машины в работу, проквантованный по времени и уровню, где Т tM + tn длительность временного интервала квантования ; t н и t n - длительности соответственно импульса и паузы элементов 5 (фиг. 1); Tk- длительность К-го включения горной машины в работу.

Учитывая, что f j f const, t ; Т const, для рассматриваемого фрагмента имеют

N, -К(0/А()

N -К(А(/А4) N Aj/Aj)6;

N3 K(At/A3) + Кг(Аг/А3)4;

N4 К(А3/А)+ N3(A3/A4)4,

N5 K(AS/A4)4 + N+

N6 K(A4/A4)+ N5 ,

где К 3600 fТ const. Отсюда следует, что эквивалентное число циклов нагружения, накапливаемое на каждом i-м временном интервале, равно

f К(А,/Амвксй А; 4 А.

N,

i

«аце

31 I ,)4; ,

где А

микс

макс i - максимальное значение

вибросигнала за (i-l)-x временных интервалов, а суммарное число циклов нагружения, накопленных за i временных интервалов , равно

i-1

N3i + I N,; / А,Алв1ке; lw-+ ,./; XH..

Если горная машина не работает, то выходной сигнал блока 2 равен нулю, ключ 3 закрыт и измеренный вибросигнал с вибродатчика 1 не поступает на дальнейшую обработку. При включении горной машины в работу сигнал а 1, ключ 3 открыт и вибросигнал поступает в блоки 4 и 6. При в 1 (импульс на выходе блока 5) происходит квантование вибросигнала

5

по уровню (блок 4) и выделение его максимального значения на данном временном интервале квантования А; (блок 6). Но поскольку при этом ключ

7закрыт, то полученный сигнал А; не поступает на дальнейшую обработку.

При в 0 (пауза на выходе блока 5) ключ 7 открывается и полученный сигнал А; сравнивается на сумматоре

8с максимальным значением вибросигнала Амакс,полученным на всех предыдущих временных интервалах и хранящимся в блоке 9 памяти. Если А- то сигнал на первом выходе сигнум-реле 12 (+) принимает значение логической 1, открывается ключ 15 и с выдержкой времени (блок 14) ключ 25, сигналы А; и Амакс поступают в блок 16, выходной сигнал кото рого (пропорциональный А;/Ама|(С) в функциональном преобразователе 20 и усилителе 21 преобразуется в эквива- лентноечисло циклов нагружения N3; и подается на вход сумматора 22, где суммируется с выходным сигналом блока 24 памяти, пропорциональным сумме эквивалентных чисел циклов нагружения. накопленных на всех предыдущих

t-i

временных интервалах 5 N .. В ре1

зультате этого на выходе сумматора 2 имеют сигнал, пропорциональный сумме эквивалентных чисел нагружения, накопленных на всех i интервалах.При приходе следующего импульса с блока 5 открывается ключ 26 и происходит смена информации в блоке 24 памяти, выходной сигнал которой сравнивается на сумматоре 30 с выходным сигналом блока 31, пропорциональным предельному числу циклов нагружения N0. Полученный при этом сигнал разности индицируется на индикаторе 29 в виде остаточного ресурса и по нему производят оценку изменения технического достояния редуктора. Кроме того, если этот же сигнал разности станет равным или меньшим нуля, то сработает пороговый блок 32 и загорится аварийный индикатор 33, сигнализирующий о выработке редуктором ресурса. Если при в О Амдкс, то сигнал на втором выходе сигнум-реле 12 (-) принимает значение логической 1, открываются ключ 17 и с выдержкой времени ключ 11 (блок 13) и ключ 27 (блок 19). Происходит смена информации в блоке 9 памяти. Сигналы

0

5

5

1

0

0

5

0

5

5

601 6

и AMaitC поступают в блок 18 деления, выходной сигнал которого (пропорциональный Aw 1KC/Aj) в функциональном преобразователе 20 и усилителе 21 преобразуется в эквивалентное число циклов нагружения.и подается на вход сумматора 22, где суммируется с выходным сигналом блока 28 умножения, пропорциональным скорректированному числу циклов нагружения, накопленных

на всех предыдущих временных интерваМлах Ј N .. Далее работа устройства

1 3

аналогична описанной. Все описанные процедуры повторяются на каждом i-м временном интервале квантования.

Блоки I0 и 23 служат для сброса блоков 9 и 24 памяти в нулевое состояние при вводе в эксплуатацию новой горной машины или замене редуктора. Блоки 13, 14 и 19 служат для разделения во времени операций сравнения, деления, преобразования и записи в память.

Следовательно, в процессе работы горной машины способ и реализующее его устройство обеспечивают контроль технического состояния редуктора с учетом реальной в данных условиях вибронагруженности, что достигается путем самообучения в определении максимального значения вибросигнала, со- ;0тветствующего реальному максималь- (ному моменту нагрузки. Это обуслов- |ливает повышение точности контроля технического состояния редукторов горных машин, что предопределяет со+- кращение длительности простоев, вызванных отказами в рабочие смены, и, как следствие, увеличение эксплуатационной производительности горных машин. Кроме того, исключается этап эталонных испытаний редуктора с це- |Лью определения АмаКЈ.

Формула изобретения

Способ контроля технического состояния редукторов горных машин по вибрационным нагрузкам, заключающийся в регистрации вибросигнала в режиме нагружения редуктора, квантовании его по времени и уровню, выделении на каждом i-м временном интервале максимального А; значения амплитуды вибросигнала, определении числа Nэ циклов нагружения на i-м временном интервале

п и величины 2 N суммарного числа

циклов нагружения за все временные интервалы, прошедшие с начала эксплуатации редуктора, отлич ающий с я тем, что, с целью повышения точности за счет учета реальной нагру- женности редуктора, задают величину N0 предельного числа циклов нагружения, выделяют максимальное AWWKO значение амплитуды вибросигнала за 1-1 временных интервалов, прошедших с начала эксплуатации редуктора, на каждом i-м временном интервале сравнивают значение А ; с выделенным Ам«кс и,если A.,c то определя- ют число М5, циклов нагружения на 1-м

временном интервале и величину AN3|

суммарного числа циклов нагружения

по следующим зависимостям:

N

31

K(A;/AwaKC )

LN,; N

3 1

tN,,

а если А,1 Амакс , ю Ыз;и ZN 3( определяют из следующих зависимостей

N3i K(AMakC/A,),

-|«э, НЭ,+(,)Ь ,

где К 3600 ft const; i 1 ,. . . ,n-, f - частота циклов нагружения,Гц; t - длительность временного интервала, ч,

при этом на каждом i-м временном инI

тервале сравнивают величину Ј N

i

суммарного числа циклов нагружения с величиной NO предельного числа циклов нагружения и по результатам сравнения оценивают техническое состояние редуктора.

Изобретение относится к области виброакустической диагностики горных машин и может быть использовано для контроля технического состояния редукторов (Р) очистных и проходческих комбайнов. Цель изобретения - повышение точности контроля технического состояния Р за счет учета их реальной нагруженности. Для этого во время работы горной машины регистрируют вибросигнал в режиме нагружения Р и осуществляют его квантование по времени и по уровню. На каждом I-м интервале выделяют максимальное значение A_I вибросигнала. Задают величину предельного числа циклов нагружения и выделяют максимальное значение амплитуды вибросигнала A_MAX за I-1 временных интервалов, прошедших с начала эксплуатации Р. На каждом I-м временном интервале сравнивают значение A_I с выделенным A_MAX. По результатам сравнения определяют число N_эI циклов нагружения на I-м временном интервале и величину ΣN_эI суммарного числа циклов нагружения по выведенным математическим зависимостям. При этом на каждом I-м временном интервале сравнивают величину ΣN_эI суммарного числа циклов нагружения с величиной N_O предельного числа циклов нагружения и по результатам сравнения оценивают техническое состояние редуктора. При превышении величиной ΣN_эI величины N_O включают аварийный сигнал выработки редуктора. 1 ил.

ома 1т

OL

V

1№Ш(

-tlzH

я

Фие.1

Фиг. Z