Способ диагностики состояния пар трения Советский патент 1990 года по МПК G01M13/04 

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

Целью способа является повышение достоверности контроля и диагностической чувствительности способа путем измерения подвижности вибрацион- j-шх сигналов на разных уровнях.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит установленный на поверхности неподвижной пары трения 1 (ПТ,) широкополосный преобразователь 2, широкополосный предварительный усилитель 3, фильтр k низких частот, блок 5 выделения опорного уровня низкочастотного сигнала, блок 6 выделения уровней пересечения низкочастотного сигнала, многоканальный счетчик 7 количества пересечений низ- кочастотного сигнала.

Устройство содержит также фильтр 8 верхних частот, вход которого соединен с вторым выходом усилителя 3 блок 9 выделения опорного уровня высокочастотного сигнала, блок 10 выделения уровней пересечения высокочастотного сигнала и многоканальный счетчик 11 количества пересечений высокочастотного сигнала. Выходы счетчиков 7 и 11 соединены с входами блока 12 вычисления отношений, выход которого соединен с входом индикатора 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Широкополосным преобразователем 2, установленным на поверхности неподвижной части пары трения 1, вибрации ПТ преобразуют в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 3- Поскольку конструктивные элементы трущихся тел могут вызывать вибрации на низких частотах, то область низких частот спектра измеренного сигнала несет информацию о несовершенстве геометрии элементов ПТ, о нагрузке, скорости движения, качестве смазки, балансировки и т.п.

Область высоких частот сигнала виб1 раций несет информацию о наличии микродефектов на поверхностях элементов ПТ (микротрещины, микрошероховатости и т.д.), а также о стационарности про цесса трения. При этом характер высокочастотной области сигнала вибрации также зависит от скорости движения, нагрузки и прочих условий работы ПТ. Поэтому выделяют фильтрами нижних k и верхних 8 частот соответственно об ласти низких и высоких частот. При этом область низких частот 0-fp, где Ј„ - частота разделения, а область вы соких частот от 10fp и выше.

Сигнал с фильтра k нижних частот поступает в блок 5 выделения опорного уровня. В качестве блока опорного уровня может использоваться детектор среднеквадратического, средневыпрямленного или амплитудного значения. Блок 5 опорного уровня соединен с блоком 6 выделения уровней пересечем ния, в качестве которого может быть использован усилитель с необходимым коэффициентом усиления и делитель напряжения. Усилитель необходим для того, чтобы можно было получать уровни пересечения выше, чем опорный уровень. Выходы блока 6 выделения уровней пересечения подключены к многоканальному счетчику 7 количества пересечений, в котором происходит подсчет количества пересечений по каждому уровню. При изменении качественного состояния ПТ изменяется характер сигнала,- появляются нестацио

0

парные выбросы, количество которых и подсчитывается для разных уровней счетчиком 7.

Аналогично выполняется подсчет числа пересечений по высокочастотному каналу. Затем вычисляются отношения количеств пересечений на соответствующих уровнях пересечений в высоко- и низкочастотной областях сигнала, напр ример на уровнях: 3 А,

5

0

5

0

5

40

2 АСКЪ АСК скз t5 ACKJ

45

50

55

ck3 2)5 AC кэ 5

с л iK

О A.C.KJ, где уровень сигнала, соответствующий среднеквадратическому значению сигнала, в определенной (высоко- или низкочастотной) области.

Возможен вариант, когда в счетчике количества пересечений записан О, т.е. ни одного пересечения, тогда в этом счетчике записывается 1, что-- бы не было деления на О. Полученные значения отношений количеств пересечений сравниваются с эталонными в виде расстояния между n-мерными векторами в признаковом пространстве с помощью одного из известных показателей расстояния, например по Эвклиду:

г иЛ 2

21 UiK- UJK

JL K -)

где U;,, - измеренное отношение количеств пересечений на уровне К;

эталонное значение количества пересечений на уровне К.

Полученное расстояние d является диагностическим признаком состояния ПТ.

Использование диагностического параметра в виде отношений пересечений на различных уровнях способствует повышению достоверности контроля технического состояния ПТ и увеличению диагностической чувствительности способа.

Использование в качестве опорного уровня среднеквадратического значения сигнала позволяет проводить обработку нестационарных сигналов.

Формула изобретения

1..Способ диагностики состояния пар трения, заключающийся в том, что измеряют вибрации пар трения, произ-- водят выделение областей высоких и низких частот спектра сигнала вибрации пар трения, определяют диагностический параметр в виде отношения под- вижностей сигналов в областях высоких и низких частот и по сравнению его с эталонной величиной судят о состоянии пар трения, отличаю- 5 щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и увеличения диагностической чувствительности способа, для определения диагностичес-)0 кого параметра измеряют подвижности вибрационных сигналов на разных уровнях, причем эти уровни выбираются кратными или некратными опорному уровню.

2. Способ по п. отличающий с я тем, что в качестве опор1552

15

й

ного уровня выбирают среднеквадрати- ческое значение вибрационного сигнала.

3. Способ по п. отличающий с я 1тем, что в качестве опорного уровня выбирают средневыпрямлен- ное значение вибрационного сигнала.

k. Способ по п. отличающийся тем, что в качестве опорного уровня выбирают амплитудное значение вибрационного сигнала.

5. Способ по п. отличающийся тем, что выбирают несколько опорных уровней одновременно, нап- Ример амплитудное и среднеквадрати- ческое значения вибрационного сигнала .

Изобретение относится к измерительной технике и машиностроению и может быть использовано для диагностики состояния подшипников и других пар трения. Цель изобретения - повышение достоверности контроля и чувствительности способа диагностики состояния пар трения путем измерения подвижности вибрационных сигналов на разных уровнях. Измеряют вибрации пар трения. Производят выделение областей высоких и низких частот спектра сигнала вибраций пар трения. Определяют диагностический параметр в виде отношения подвижностей сигналов в областях высоких и низких частот. По сравнению его с эталонной величиной судят о состоянии пар трения. Подвижности вибрационных сигналов измеряют на разных уровнях. Эти уровни выбираются кратными или некратными опорному уровню. В качестве опорного уровня выбирается среднеквадратическое амплитудное значение вибрационного сигнала или несколько опорных уровней одновременно, например амплитудное и среднеквадратическое значение вибрационного сигнала. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

А

1

A /N 2

0 А А А А

1

П

А

А

-I i

А А

О

/Tv Tiv

П

И4

А /

А

/

А