Устройство для диагностики подшипников качения Советский патент 1991 года по МПК G01M13/04 

i/i;.e::-ijr:-Y3;-;: iS о /мосмтсй :: 2йброизмери- .ььч,;-1 технике . .-;-жет применяться при ;;:/..:йзды-;;ч:л :;0;:,трсля состояния подшмпнм- ;::,ti ;;.ачо;-;ия, устзнозленных Б изделии.

Lie/ib изобретения - повышение качества контроля за счет учета технологического оазброса параметров и идентификации ти- поь дефекта,

На чартеже ярэдставлека блок-схема VCTpOi iGvsa,

Ус тройстзс содержит.последовательно соедлне ;н е вибролреобразователь 1, уси- jiHTfifU. 2, частотный анализатор 3, блок 4 яУЧ/юления среднего квадратичного отклонен ;;, нормирующий блок 5, запоминающий блок б, сумматор 7. пороговый блок 8 и цифровой преобразователь-указатель 9 и. последовательно соединенные синхронизатор К) счетчик 1 типов дефектов, второй выход которого соединен с вторыми входами порогового блока 8 и цифрового преобразователя-указателя 9, дешифратор 12 и блох 13 ввода л хранения вероятности дефекта, выход которого соединен с вторым входом сумматора 7.

Устройство работает следующим образом.

На оправку дефектного подшипникового узла устанавливается вибропреобразова- тель 1, предназначенный для преобразования механических вибраций в электрический сигнал. Усилитель 2, подключенный к выходу вибропреобразователя 1, предназначен для согласования вибпропре- образователя с линией связи и усиления электрического сигнала. Частотный анализатор 3 выполняет спектральный анализ поступившего сигнала с выхода усилителя 2 и может быть выполнен, например, на микросхеме К1813ВЕ1. Блок 4 вычисления среднего квадратичного отклонения предназначен для вычисления среднего квадратичного отклонения амплитудных составляющих спек- тра. Выход этого блока соединен с входом нормирующего блока 5. Запоминающий блок б предназначен для приема пронор ми/f 5™

--..qp

ы

ровзнных амплитудных составляющих спектра с нормирующего блока 5 хранения и выдачи их на входы сумматора 7. Синхронизатор 10 вырабатывает синхронизирующую последовательность импульсов, которые поступают на вход счетчика 11 типов дефектов. Счетчик 11 предназначен для управления дешифратором 12, пороговым блоком 8 и цифровым преобразователем- указателем 9. Дешифратор 12 предназначен для управления коммутацией блока 13 ввода и хранения вероятности дефекта по типам дефектов. Блок 13 определяет значи- мость каждой информационной полосы частот при оценке наличия определенного типа дефекта. Каждый из типов дефектов характеризуется всеми информационными полосами частот, но в различной мере. Выходы блока 13 соединены с входом сумматора 7, который предназначен для вычисления суммы пронормированных амплитудных составляющих спектра с учетом их вероятности. Сигнал с выхода сумматора 7 поступает на вход порогового блока 8, который сравнивает этот сигнал с критическим значением, после чего сигнал идет на вход цифрового преобразователя-указателя 9, который предназначен для фиксации и отображения информации о наличии определенного типа дефекта и его вероятностей оценки, когда она превышает величину, заданную пороговым блоком 8.

Вибропреобразователь 1 преобразует вибрации диагностируемого .подшипникового узла в электрический сигнал, пропорциональный величине виброускорения. Этот сигнал, усиленный усилителем 2, поступает на частотный анализатор 3, который выполняет спектральный анализ сигнала. С выхода частотного анализатора 3 коды амплитудных составляющих спектра поступают на вход блока 4 вычисления среднего квадратичного отклонения, который вычисляет среднее квадратичное отклонение по фор муле

ff(l:(Xi-x)2/N-i),

1 1

где N - число частотных полос;

а- среднеквадратичное отклонение;

Х| - амплитудное значение 1-й частотной полосы;

X - среднее значение амплитудных значений, вычисляется по формуле

X ( S Xi/N .(2)

1 1

С выхода блока 4 вычисления среднего квадратичного отклонения сигнал поступа

(3)

ет на нормирующий блок 5, который нормирует сигнал по формуле

у -х „

5где Х| - нормированное амплитудное

значение i-й частотной полосы;

о- среднее квадратичное отклонение с выхода нормирующего блока.

Коды нормированных амплитудных зна10 чений запоминаются в запоминающем блоке 6. Синхронизатор 10 выдает на счетчик 11 типов дефектов синхронизирующую последовательность импульсов. Счетчик 11 через дешифратор 12 производит выборку апри15 орных вероятностей, хранящихся в блоке 13 ввода и хранения вероятности дефекта, а также управляет работой порогового блока 8, определяя в нем пороговое значение для каждого типа дефектов, и цифровым преоб20 разователем-указателем 9.

Каждая информационная частота с определенной степенью вероятности характеризует тот или иной тип дефекта. В сумматоре 7 происходит сложение норми25 рованных амплитудных значений с учетом их вероятностей для данного типа дефекта по формуле

NА

Х} I Pij Xi ,(4)

зоY. l 1

где Xj - значение параметра сигнала для j-ro тупа дефекта;

Xi - нормированное амплитудное значение i-й частотной полосы;

осPIJ - вероятность i-й амплитудной составляющей спектра для j-ro типа дефекта; N - число частотных полос.

Значение суммы Xj поступает на вход порогового блока 8 и сравнивартся с крити п ческим значением. Если значение суммы превышает критическое значение, то цифровой преобразователь-указатель 9 фиксирует и отображает наличие данного типа дефекта и его вероятностную оценку.

45 Таким образом, применение операции нормирования позволяет нивелировать технологический разброс параметров подшипниковых узлов. Идентификация типов дефектов подшипников позволяет оценить

CQ степень риска от развития того или иного типа дефекта и более точно определить ос- таточный ресурс безаварийной работы изделия. Например. недостаточное количество смазки может быть устранено

ее без останова эксплуатации изделия.

Однако образование трещин на кольцах подшипника требует своевременного останова эксплуатации изделия и замены подшипника, в противном случае, произойдет аварийный останов. Применение изобретения позволит исключить аварийные выходы из строя подшипников, находящихся под периодическим контролем, а значит, и сократить внеплановые простои машины, с большей эффективностью проводить планово-предупредительные ремонты, сократить материальные затраты и время ремонта.

Формула изобретения Устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель и частотный анализатор, последовательно соединенные запоминающий блок, сумматор, пороговый блок и цифровой пре0

5

образовэтель-указатепь и последовательно- соединенные синхронизатор, счетчик типов дефектов, дешифратор и блок ввода и хранения вероятности дефекта, выход которого соединен с вторым входом сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества контроля, оно снабжено соединенными блоком вычисления среднего квадратичного отклонения, вход которого соединен с выходом частотного анализатора, и нормирующим блоком, выход которого соединен с входом запоминающего блока, а второй выход счетчика типов дефекта соеди- нен-с вторыми входами порогового блока и цифрового преобразователя-указателя.