Устройство контроля смазки подшипника Советский патент 1990 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к испытаниям машин и двигателей, а именно к устройствам для контроля систем смазки подшипниковых узлов.

Целью изобретения является повышение точности контроля смазки подшипника.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы.

Устройство контроля смазки подшипника состоит из вала 1, установленного в подшипнике 2 и подключенного через резистор 3 к стабилизированному источнику 4 тока. Объединенные входы

усилителей 5 и 6 постоянного тока соединены через резистор 7,с массой и через конденсатор 8 с входом измерительного дифференцирующего усилителя 9. Разнополярные стабилизированные источники 10 и 11 постоянного тока подключены к регулируемым резис- тивным делителям 12 и 13, а выходы их - к вторым входам усилителей 5 и 6 постоянного тока. Выходы последних через резисторы 14 и 15 соединены с входом измерительного дифференцирующего усилителя 9, а выход его подключен через усилитель 16 мощности к исполнительному органу 17. Кроме того, вал 1 соединен резистором 18 с входом измерительного усилителя 9. Двухполярный источник 19 питания с подключенным к массе средним выводом служит для питания усилителей 5 и 6 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

близкое к напряжению отрицательного вывода источника 19 питания усилителей. При одинаковом выборе резисторов 14 и 15 их средняя точка подключе;шя нейтральна по отношению к массе и не влияет на прохождение информационного сигнала по цепи вал 1 - резистор 18 - выход измерительного усилителя 9.

Следовательно, если между трущимися поверхностями подшипника находится стабильная масляная пленка, то усилители 5 и 6 постоянного тока насыщены и не участвуют в формировании сигнала и, таким образом, не вносят дополнительной погрешности в информационный сигнал.

Предположим, что в момент времени

t произошел разрыв масляной плен

V

ки, т.е. произошло металлическое контактирование трущихся поверхностей в подшипнике, сопровождаемое кратковременным спадом напряжения JLJ , снимаемого с вала 1. Заряженный кон

Изобретение относится к испытаниям машин и двигателей, а именно к устройствам для контроля системы смазки подшипниковых узлов. Цель изобретения - повышение точности контроля смазки подшипника. Устройство содержит два усилителя постоянного тока, выходы которых подключенны через резисторы к входу измерительного дифференцирующего усилителя. Выход дифференцирующего усилителя через усилитель мощности соединен с исполнительным органом. Стабилизированный источник тока подключен через резистор к валу. Два разнополярных стабилизированных источника тока подключены к соответствующим регулируемым резистивным делителям напряжения. Выходы делителей подсоединены к соответствующим входам усилителей постоянного тока. Объединенные первые входы этих усилителей соединены через резистор с массой и через конденсатор со входом измерительного дифференцирующего усилителя, подключенного к валу через другой резистор. При вращении вала между трущимися поверхностями подшипника образуется масляная пленка. Электрический ток от источника стабилизированного тока, проходя через ограничительный резистор и участок вал - подшипник - масса, создает падение напряжения на слое масляной пленки. Это напряжение поступает через резистор на вход измерительного дифференцирующего усилителя, где оно преобразуется в соответствии с сигналами датчиков, подключенных к его входу. Сформированный сигнал поступает в усилитель мощности для согласования с исполнительным механизмом, разрешающим работу двигателя или механизма. 2 ил.

При вращении вала 1 между трущими- 25 денсатор 8 до потенциала сигнала U

ся поверхностями подшипника 2 образуется масляная пленка. Электрический ток от источника 4 стабилизированного тока, проходя через ограничительный резистор 3 и участок вал- подшипник-масса, создает падение напряжения на слое масляной пленки Это напряжение поступает через резистор 18 на вход измерительного дифференцирующего усилителя 9, где оно преобразуется в соответствии со значениями сигналов датчиков, подсоединенных к его входу. Сформированный сигнал поступает в усилитель 16 мощности, -необходимый для согласования с исполнительным механизмом 17, который в свою очередь разрешает работу двигателя или механизма. В простейшем случае исполнительный механизм может быть в виде контрольной лампы, сигнализирующей о состоянии смазки. Усилитель 5 постоянного тока открыт положительным потенциалом, снимаемым с реэистивного делителя 12 от источника 10 тока, т.е. на выходе усилителя 5 присутствует положительное напряжение, близкое к напряжению положительного вывода источника 19 питания усилителей. Усилитель 6 постоянного тока открыт отрицательным

30

35

40

(так как левая обкладка конденсатор через резистор 7 заземлена, правая подключена к входу измерительного усилителя 9) начинает разряжаться п цепи: правая обкладка конденсатора резистор 18, вал, масса, резистор 7, левая обкладка конденсатора 8. Е ли первые входы усилителей 5 и 6 по тоянного тока инвертирующие, а вторые - неинвертирующие, то выделивше еся напряжение на резисторе 7 переводит усилитель 6 в активный режим. Его выходное напряжение увеличивает скачком в момент времени t1 и по ме разряда конденсатора 8 в

ч45

50

интервале

t плавно уменьшается и стримит : потенциалу на отрицательном вывод источника 19 питания. Это выделивше еся напряжение выводит среднюю точк подключения резисторов 14 и 15 из нейтрального состояния и компенсирует исчезнувший потенциал на входе измерительного усилителя 9. Состояние усилителя 5 не изменяется, так как полярность сигнала на его перво входе -совпадает с полярностью напря жения насыщения на втором входе от источника 10 тока.

В момент t окончания входного импульса конденсатор 8 начинает

потенциалом, поступающим через резис-55заряжаться, изменяется полярность

тинный делитель 13 от источника 11падения напряжения на резисторе 7.

постоянного тока, на его выходе при-Теперь уже усилитель 5 переходит

сутствует отрицательное напряжение,в активный режим и компенсирует

денсатор 8 до потенциала сигнала U

0

5

0

(так как левая обкладка конденсатора через резистор 7 заземлена, правая подключена к входу измерительного усилителя 9) начинает разряжаться по цепи: правая обкладка конденсатора 8, резистор 18, вал, масса, резистор 7, левая обкладка конденсатора 8. Если первые входы усилителей 5 и 6 постоянного тока инвертирующие, а вторые - неинвертирующие, то выделившееся напряжение на резисторе 7 переводит усилитель 6 в активный режим. Его выходное напряжение увеличивается скачком в момент времени t1 и по мере разряда конденсатора 8 в

ч5

0

интервале

t плавно уменьшается и стримится : потенциалу на отрицательном выводе источника 19 питания. Это выделившееся напряжение выводит среднюю точку подключения резисторов 14 и 15 из нейтрального состояния и компенсирует исчезнувший потенциал на входе измерительного усилителя 9. Состояние усилителя 5 не изменяется, так как полярность сигнала на его первом входе -совпадает с полярностью напряжения насыщения на втором входе от источника 10 тока.

В момент t окончания входного импульса конденсатор 8 начинает

возросший потенциал на входе измерительного усилителя 9 до тех пор, пока заряжается конденсатор 8 до величины входного напряжения U.,. Усилитель 6 открывается, так как напряжение на его первом входе совпадает с полярностью насыщения на втором входе от источника 11 тока.

Так как конденсатор 8 включен через резисторы 14 и 15 в цепь отрицательной обратной связи усилителей 5 и 6, то изменение выходного напряжения носит линейный характер. Время заряда и разряда конденсатора 8 зависит от величины смещения на вторых входах усилителей 5 и 6, к которым подключены через регулируемые делители 12 и 13 разнополярные стабилизированные источники 10 и 11 тока. Так как в идеальном усилителе напряжение между входами равно нулю, то напряжение смещения равно падению напряжения на резисторе 7, а последнее определяется величиной тока заряда или разряда конденсатора 8.

Следовательно, изменяя величину смещения на вторых входах усилителей можно регулировать ток заряда конденсатора 8 и таким образом устанавливать постоянную времени интегрирования, причем установление этой величины при спаде напряжения Ц, , снимаемого с вала 1, значительно меньшей, чем при нарастании, позволяет при появлении единичного случайного импульса добиться незначительного изменения напряжения U 2 на входе измерительного усилителя 9, что не приводит к срабатыванию исполнительного устройства 17. Это соотношение постоянных времен выбирается для каждого конкретного случая отдельно в зависимости от допустимого загрязнения смазки, геометрических размеров подшипника, его угловой скорости, давления и т.д.

В случае частого периодического замыкания в интервале tj-t при за0

5

0

5

0

5

0

5

грязненнои смазке металлическими частицами или частицами пипч U2 значительно уменьшается, испэлнигелыгый орган отключает двигатель, предотвращая аварийную ситуацию. Аналогичная ситуация происходит при длительном разрыве масляной пленки в интервале времени t$-tt из-за отсутствия смазки, низкой вязкости или при большой нагрузке на подшипник.

Таким образом, высокая линейность интегрирования и возможность уста- ковки оптимального соотношения времен интегрирования фронта и спада входного сигнала обеспечивают получение информации о количестве разрывов масляной пленки и о суммарной длительности разрывов, что повышает надежность и достоверность контроля состояния смазки в подшипнике.

Формула изобретения

Устройство контроля смазки подшипника, содержащее два усилителя постоянного тока с объединенными первыми входами, выходами подключенных через резисторы к входу измерительного дифференцирующего усилителя, выход которого через усилитель мощности соединен с исполнительным органом, стабилизированный источник тока, подключенный через третий резистор к валу, и конденсатор, отличающеес i тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя регулируемыми ре- зистивными делителями напряжения, четвертым резистором, двумя разнополяр- ными стабилизированными источниками тока, подключенными к соответствующим регулируемым резистивным делителям напряжения, выходы которых соединены с соответствующими вторыми входами усилителей постоянного тока, а объединенные первые входы соединены четвертым резистором с массой и через конденсатор с входом измерительного усилителя, который через резистор подключен к валу.

% cfeS W