Устройство для определения степени износа шарикоподшипников Советский патент 1979 года по МПК G01M13/04 

1

Изобретение относится к области средств неразрушающего контроля и предназначено для определения степени износа и диагностики шарикоподшипников. Оно может найти применение в машиностроении, в станкостроении, в частности, для диагностики подшипников работающих MSmvin.

Известен анализатор вибросигналов от дефектов вращающихся элементов, который содержит измерительный преобразователь, усилитель, детектор, схему разделения, измерительное реле и сигнализатор

1.

В основу работы этого устройства заложен анализ периодических сигналов, а случайные импульсы не фиксируются. Вследствие симметричной формы подшипника дефект вызывает непрерывную серию ударов, повторяющихся через равные промежутки времени, однако в случае осевого смешение подшипника и изменения места расположения дефекта преобразователь не выдает сигнала до тех пор, пока не появится вторичный дефект, либо пока первоначальный дефект снова не войдет в контакт с шариком, что снижает точность диагностики.

Известно устройство для диагностики подшипников, которое содержит преобразователь, амплитудный дискриминатор, зарядно-разрядную цепь, пороговую схему,

логическую схещ и выход ной сигнализатор

2.

Оценку степени нзноса. подшипника производят по суммарной величине общего шума, в связи с чем точность измерения не высока.

Наиболее близким техническим, решением является устройство для определения степени износа шарикоподшипников, содержащее последовательно включенные преобразователь, усилитель, фильтр и детектор, канал измерения общего уровня сигнала и канал измерения уд, импульсов, ъходы которых подключены к выходу детектора 3.

Недостатком известного устройства является низкая точность контроля из-за того, что величина общего уровня сигнала характеризует общий уровень шума, в том числе и уровень шума помех. Канал измерения уд арных импульсов дает интегральную характер-истику процесса вибрации в подшипнике.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено амплитудным дискриминатором, подключенным к выходу детектора, частотомером и блоком

счета общего количества импульсов, подключенными к выходу дискриминатора.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для определения степени износа шарикоподшипников состоит из последовательно включенных преобразователя 1, усилителя 2, фильтра 3, детектора 4 и канала 5 измерения обш;его уровня Сигнала, выполненного в виде первого выпрямителя 6 и первого индикатора 7, канала 8 измерения ударных импульсов, выполненного в виде фильтра 9 верхних частот, второго выпрямителя 10 и второго индикатора 11, подключенного к выходу детектора 4, амплитудного дискриминатора 12, подключенного к выходу детектора 4, частотомера 13 и блока 14 счета обш,его количества импульсов в заданный промежуток испытаний, подключенных к выходу дискриминатора 12. Преобразователь 1 устанавливают на объект 15 испытаний.

Устройство работает следуюш,им образом. .

Сигнал с преобразователя 1, например акселерометра, поступает на вход усилителя 2, предназначенного для приведения Зфовня сигнала к необходимому масштабу. Сигнал с усилителя 2 поступает на фильтр 3 гетероидного типа, позволяющий выделять полосу частот шириной в 10 кГц в полосе частот от 20 до 160 кГц.

Такая полоса частот наиболее информативна для данного вибрирующего объекта 15 - шарикоподшипника.

С выхода фильтра 3 сигнал поступает на амплитудный детектор 4, где выделяется огибающая. Полоса огибающей О-10 кГц.

С выхода детектора 4 сигнал поступает в канал 5, где выпрямляется выпрямителем 6 и поступает на первый индикатор 7, который показывает общий уровень сигнала, воспринятый преобразователем 1, и включающий в себя как полезный сигнал, так и помеху. Этот канал позволяет дать примерную оценку годности объекта 15, а также служит для калибровки устройства.

С выхода детектора 4 сигнал поступает также на вход канала 8, где фильтруется фильтром 9, выпрямляется выпрямителем 10 и в виде сигнала постоянного тока поступает на второй индикатор 11. Канал 8 служит для оценки амплитуды импульсов. В нем выделяют из сигнала компоненты с быстронарастающими фронтами, характеризующие ударные явления в вибрирующем объекте 15. Тем самым он позволяет избавиться от помех, идущих от других механизмов.

С выхода детектора 4 сигнал поступает также на дискриминатор 12, с выхода которого проходит на частотомер 13 и блок

14 счета. Частотомер 13 показывает интенсивность поступления импульсов в единицу времени, блок 14 измеряет суммарное ко-, личество импульсов за время работы (время испытаний).

На подсчет интенсивности или суммарного количества идут только те импульсы, которые превышают пороговый уровень дискриминатора 12. При появлении усталостного выкрашивания во время работы шарикоподшипника 15 на преобразователь 1 воздействуют ударные вибрационные волны, характеризующиеся малой длительностью и значительной амплитудой. Этот

сигнал в виде короткого импульса пересекает заданный порог дискриминатора 12, сосчитывается блоком 14 и появляется на шкале частотомера 13. При увеличении глубины дефекта амплитуда импульса будет выше и пересечет более высокие пороги. Выставив определенный порог дискриминатора 12, можно запрограммировать определенную глубину дефекта при фиксированных оборотах.

Если дефекты растут по количеству, но сохраняют ту же глубину, то При фиксированных оборотах увеличивается частота их поступления на частотомер 13. Порог дискриминатора определяет глубину дефекта,

а интенсивность - число дефектов. Количество импульсов, пересекших заданный порог дискриминатора за определенное время работы шарикоподшипника, характеризует его сравнительное состояние. Эти

импульсы фиксируются с помощью блока 14.

Таким образом, устройство позволяет определять общий уровень шума, уровень сигнала от дефектов, количество дефектов

и давать прогноз состояния контролируемого объекта по суммарной величине, сосчитанной счетчиками, что позволяет повысить точность контроля, точность определения годности шарикоподшипника и точность

диагностики его состояния.

Формула изобретения

Устройство для определения степени износа шарикоподшипников, содержащее последовательно включенные преобразователь, усилитель, фильтр и детектор, канал измерения общего уровня сигнала и канал измерения ударных импульсов, входы которых подключены к выходу детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено амплитудным дискриминатором, подключенным к выходу детектора, частотомером н блоком счета общего количества импульсов, подключенными к выходу дискриминатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2110120, кл. G 01М 13/00, опубл. 1971.

2.Акцептованная заявка Японии № 48-11920, кл. G 01Н 1/00, 1973.

3.Metallverarbeitung, 1975, 29, № 4, S. 105-107.