Устройство вибродиагностики механизмов периодического действия Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к вибрационной диагностике и может быть использовано для оценки технического состояния машин и механизмов.

Цель изобретения - повышение достоверности диагностики.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство вибродиагностики механизмов периодического действия содержит по- следовательно соединенные первый вибропреобразователь 1, усилитель 2, преобразователь 3, анализатор 4, второй вибропреобразователь 5, подключенный через второй усилитель 6 ко второму входу пере- образователя 3, последовательно соединенные синхронизатор 7, счетчик 8, матричный дешифратор 9, блок 10 формирования, блок 11 совпадения, ко второму входу которого

подключен выход анализатора 4. переключатель 12, блок 13 памяти, сумматор 14, пороговый блок 15 и блок 16 индикации. Устройство содержит определитель 17 частот, подключенный к выходу анализатора 4 и командному входу преобразователя 3. Устройство содержит также блок 18 управления, входы которого подключены к выходам дешифратора 9 и блока 10 формирования, а выход соединен с синхронизатором 7, выход которого подключен к входу управления частотой сканирования анализатора 4. Выход синхронизатора подключен также к блоку 10 формирования. Устройство содержит блок 19 определения вероятности дефекта, подключенный входом к выходу переключателя 12, выход блока 19 соединен с блоком 20 , выход которого подключен к второму входу сумматора 14.

О

VJ

g

о ю

Вибродиагностика машин периодического действия сопряжена с трудностями выделения и анализа сигнала, обусловленного дефектами, на частоте вращения ротора. Для устранения маскирующего действия роторной вибрации на частоте вращения использован второй канал измерения с фазовращателем. В результате суммирования сигналов двух виброизмерительных каналов составляющая спектра, вызванная дис- балансом, компенсируется (за счет сложения двух сигналов в противофазе), а составляющая, обусловленная дефектом, позволяет оценить техническое состояние узла машины.

Устройство работает следующим образом.

Оси чувствительности вибропреобразователей 1 и 5 лежат в одной плоскости и сдвинуты одна относительно другой на 90°.

Преобразователь 3 работает в двух режимах. В режиме усилителя с коэффициентом усиления

Ucpi + UcPsub2 Ucpi

где Ucpi - средневыпряМленное значение сигнала вибропреобразователя 1;

Ucp2 - средневыпрямленное значение сигнала вибропреобразователя 5;

и в режиме, при котором сигнал с выхода вибропреобразователя 5 сдвигают относительно сигнала вибропреобразователя 1 на частоте Q) вращения ротора на 90°. Фазовращатель преобразователя 3 (не обозначен) управляется по командам определителя 17 частот , на вход которого поступает сигнал с частотой (о вращения ротора с выхода анализатора 4.

Режимы работы преобразователя 3 че- радуются. При нечетном режиме преобразователь 3 работает как сумматор сигналов ибропреобраэователей 1 и 5, один из которых сдвинут по фазе. П&ч четном режиме преобразователь 3 работает как усилитель. В атом случае сигнал на выходе преобразователя 3 имеет вид

«

UcBl+Uepi Ucpi

) (иД|1п(ол) + (ел+)50

где U«sln() - составляющая сигнала, пропорциональная дисбалансу ротора машины; , ,56

Usiln{a)t+ if))- составляющая сигнала, пропорциональная воздействию дефекта,

0 5

0

5

0

5

0 5

0

6

В режиме суммирования сигнал на выходе преобразователя 3 имеет вид

U (wt +(р),

С выхода преобразователя 3 сигнал поступает на вход анализатора 4, настройка которого производится по командам синхронизатора 7. Синхронизатор 7 выдаст последовательность импульсов на счетчик 8. Информация о состоянии счетчика 8 поступает на матричный дешифратор 9, на поле которого выставлены коды частот. Сигналы с выхода дешифратора 9 и синхронизатора 7 поступают на входы блока 10 формирования. По сигналам блока 10 и дешифратора 9 блок 13 управления скоростью сканирования подает напряжение питания на двигатель (на схеме не показан), с помощью которого синхронизатор 7 осуществляет настройку анализатора 4, При настройке анализатора 4 на частоту ад с выхода последнего поступает сигнал, пропорциональный амплитуде вибрации, на входблока

11совпадения. На второй вход блока 11 поступают импульсы с выхода блока 10 формирования. При совпадении во времени сигнала с блока 10 и сигнала с выхода анализатора 4, и если уровень сигнала анализатора 4 превышает пороговое значение, то на выходе блока 11 появляется импульс, который поступает на вход переключателя

12и далее в блок 13 памяти. С выхода блока

13сигнал поступает на вход сумматора 14, в котором вычисляется значение дискрими- нантной функции.

Значения весовых коэффициентов информационных частот определяются в блоке 19 определения вероятности дефекта. Вычисленные весовые коэффициенты вводятся в сумматор 14 блоком 20 ввода. Напряжение сумматора 14. знак которого соответствует дискриминантной функции, поступает в пороговый блок 15, в котором устанавливается наличие или отсутствие дефекта механизма. Если в конце анализа на входе порогового блока 15 присутствует положительное напряжение, то импульс считывания фиксирует на блоке 16 индикации дефекта наличие данного вида дефекта в исследуемом механизме.

Формула изобретения Устройство вибродиагностики механизмов периодического действия, содержащее последовательно соединенные первый виб- ропреобразователь, усилитель, анализатор и блок совпадения, последовательно соединенные синхронизатор, счетчик, Матричный дешифратор и блок формирования, выход

которого подключен к второму входу блока совпадения, последовательно соединенные переключатель, вход которого подключен к выходу блока совпадения, блок памяти, сумматор, пороговый блок и блок индикации, блок определения вероятности дефекта, входом подключенный к выходу переключателя, а выходом через блок ввода - к второму входу сумматора, блок управления, входы которого подключены к выходам дешифратора и блока формирования, а выход соединен с синхронизатором, выходы кото

рого подключены к входу управления частотой сканирования анализатора, и входу блока формирования, отличающееся тем. что, с целью повышения достоверности диагностики, оно снабжено последова- тельно соединенными вторыми вибропреобраэователями и усилителем, преобразователем, к входам которого подключены выходы усилителей, и определением частот, вход которого подключен к выходу анализатора, а выход к управляющему входу преобразователя.

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для вибродиагностики механизмов периодического действия. Цель изобретения - повышение достоверности диагностики путем устранения маскирующего влияния на информативный сигнал роторной вибрации на частоте вращения и обеспечения возможности выделения полезного сигнала, обусловленного дефектом, на этой же частоте. Для этого используют два измерительных канала, в которых сигналы вибропреобразователей, установленные в двух точках механизма, поступают на вход сумматора один непосредственно, а другой через фазовращатель. В результате на выходе сумматора составляющая сигнала, обусловленная дисбалансом ротора, уменьшается, а составляющая, имеющая частоту вращения ротора и вызванная дефектом, анализируется и может быть использована для оценки технического состояния механизма. 1 ил.