Устройство для диагностики подшипников качения Советский патент 1979 года по МПК G01M13/04 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть преимущественно использовано в подшипниковой промышленности.

Известно устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные, вибропреобразователь, усилитель, многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования режимны переключатель, один из выходов которого соединен с запоминающим блоком, сумматором, пороговым блоксм и цифровым преобразователем-указателем, а другой - с блоком определения вероятности дефекта подшипника и блоке ввода вероятности дефекта.лри этом выход блока ввода верояности дефекта соединен с одним из входов сумматора }.

Однако известное устройство не позволяет автоматизировать процесс диагностики подшипников качения. .

Целью изобретения является автоматизация процесса диагностики подшипников качения.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено последовательно соединенными фильтром частоты вращения, частотным дискриминатором, блоком перестройки частотного анализатора и генератором эталонной частоты, выход которого соединен со вторым входом частотного дискриминатора, при этом вход фильтра частоты вращения соединен со вторым выходом вибропреобразователя, а выход блока перестройки частотного анализатора - со

0 вторым входом многоканального анализатора синхронного детектирования. Устройство поясняется чертежом. Устройство содержит пост едоват ельно соединенные вибропреобразователь

1, усилитель 2,многоканальный частотный анализатор 3 синхронного детектирования, режимный переключатель 4 и фильтр 5 частоты вращения, частотный дискриминатор 6, блок 7 пере0стройки частотного анализатора н генератор 8 эталонной частоты. Режимный переключатель 4 обеспечивает работу устройства в режимах распознавания и обучения, он соединяет

5 выход анализатора 3 в первом режиме с последовательно соединенными блоками - запоминающим блоком 9, сумматором 10, пороговым блоком 11 и цифровым преобразователем-указате0 лем 12, а во вторе режиме - с последовательно соединенными блоками 13 и 14 определения вероятности дефекта подшипника и ввода вероятности дефекта соответственно при этом выход блока 14 ввода вероятности дефекта соединен с одним из входов сумматора 10,

Выход генератора 8 эталонной частоты соединен со вторым входом частотного дискриминатора 6, вход фильтра 5 частоты вращения соединен со вторым выходом вибропреобразователя 1, а выход блока 7 перестройки частотного анализатора - со вторым входом многоканального частотного анализатора 3 синхронного детектирования.

Устройство работает следующим образом. В режиме разпознавание дефекта вибропреобразователь 1 преобразует вибрации) диагностируемого подшипникового узла в электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 и поступает на частотный анализатор 3. Одновременно электрический сигнал ви6ропреоб азователя 1 поступает на фильтр 5 частоты вращения, который из спектра вибрации подшипника каченйя пропускает только сигнал на частоте вращения. Этот сигнал поступает на частотный дискриминатор б. Сюда же поступаетсигнал эталонной частоты (например, номинальной частоты вращения подшипника) , вырабатываемой генератором 8 эталонной частоты.

Частотный диcкpiШйfaтop б вырабатывает сигнал, пропорциональный разности сигналов на входах, которьй в свою очередь поступает в блок 7 .. перестройки частотного анализатора, который предназначен для выработки электрических сигналов управления двигателями перестройки каналов частотного анализатора 3 синхронного детектирования с учетом различных .типоразмеров подшипников качения и изменения скорости их вращения. В данном блоке производится расчет информационных частот в зависимости от типоразмеров поддаипника канения и скорости его вращения. Так, например, для приборных шарикоподшипников формулы для расчета инфор™ мационных частот имеют вяд: ш Р-Ш-ШС ) р-т (), где р О, 1, 2;

m число шариков в исследуемом

подшипнике; угловые скорости вращения

внутреннего кольца и сепаратора подшипника. В соответствии с формулами расчета информационных частот блок формирует электрические сигналы, предназначенные для перестройки частотных каналов многоканального анализатора синхронного детектирования. Перестройка каналов частотного анализатора производится двигателями перестройки, входящими в состав частотного анализатора.

Многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования 3 имеет п 1 параллельных каналов, где

п - число информационных частот. Каждый канал анализатора автомати-. чески настраивается на свою информационную частоту. Происходит это следующим образом,

До установки вкбропреобразователя 1 на объект исследования генерагор 8 эталонной частоты настраивается на номинальную частоту вращения подшипника качения. Так как сигнал

с вибропреобразозателя 1 отсутствует, то частотный дискриминатор 6 выдает на блок 7 перестройки частотного анализатора сигнал, пропорциональйый номинальной частоте

подшипника. Блок перестройки частотного анализатора в соответствии с формулами для определения информационных частот производагт их расчет для значения номинальной частоты вращения подшипника и формирует электрические сигналы, пропорциональные значениям информационных частот,кото рые и отрабатываются в частотном анализаторе 3 ,его двигателями перестройки. Таким образом, до установки вибропреобразователя 1 на объект исследования каждый канал частотного анализатора 3 настраивается на свою информационную частоту, соответствующую номинальному значению частоты

вращения подщипника качения. После установки вибропреобразователя 1 на объект исследования при равенстве частоты вращения подшипника ее номинальному значению сигналы с внхода блока 7 перестройки частотного |анализатора равны О и перестройки :частотных каналов анализатора не происходит, при отклонении частоты вращения подшипника от номинального значения блок 7 перестройки частот,Hofo анализатора вырабатывает сигналы, пропорциональные отклонению, которые отрабатываются двигателями перестройки частотного анализатора. Так обеспечивается возможность анализа нестационарных (квазистационарных) режимов работы подшипников.

При поступлении на многоканальный частотный анализатор 3 синхронного детектирования полигармоничного сиг|нала вибропреобразователя 1,усиленнего усилителем 2, канал анализатора пропускает Только сигнал на своей информационной частоте. Эти сигналы через режимный переключатель 4, находящийся в положении распознавание , поступает в запоминающий блок 9. При поступлении сигнала вибрации на определеьной информационной частоте в запоминающем блоке 9 открывается ключ, соответст вующий этой частоте, и на соответст вующий вход су1иматора 10 подается единичное напряжение х 1, Сумматор 10 вычисляет эначени-е дискриминантной функции в соответствии с фо мулой п дк(х) gu.Jx.4u.;:, гдеи)|,ии - весовые коэффициенты ин и формационных частот для опрецеления к-го вида дефекта; 1 - если на 1-ой информацио ной частоте присутствуе вибрация исследуемого о екта, 0 - если на i-ой информадио ной частоте отсутствует вибрации исследуемого объекта; Пц- количество информационных частот. Значения весовых коэффициентов информационных частот определяются в блоке определения вероятности дефекта подшипника 13 и вводятся в сумматор 10 блоком ввода вероятности дефекта 14 при работе устройства в режиме обучение , рассглатривае мом ниже. Напряжение с сумматора 10 знак которого соответствует знаку дискриминантной функции, поступает в пороговый блок 11, который анализирует присутствие или отсутствие дефекта к-го вида в Диагностируемом подашпниковом узле, причем решение принимается следующим образом; если gt({x) О, то дефект присутствует, если gk(x) О, то дефект отсутствует. В конце анализа, если дц(х)0, на выходе порогового блока 11 появляется импульс, который фиксирует на цифровом преобразователе-указателе 12 наличие к-го вида дефекта в диагностируемом подшипниковом узле. В режиме обучение вибропреобразователь 1 преобразует вибрацию эталонного объекта с технологически ми погрешностями изготовления и. сбо ки подшипникового анализатора 3, фильтра 5 частоты вращения, частотного дискриминатора 6, блока 7 перестройки частотного анализатора и генератора эталонной частоты 8 аналогично их работе в режиме распоз Нс1вание . Через переключатель 4, находящийся в положении обучение сигнсшы с многоканального частотного анализатора синхронного детектирования 3 поступает в блок 13 определения вероятности дефекта подшипника, где производится расчет величин Р и g t в соответствии с форму NP (А„), где N - общее число эталонных объектов ; количество эталонных объектов, содержащих k-й вид дефекта, т.е. принадлежащих Af, классу; п - число эталонных объектов класса Ац , для которых х 1; m - число эталонных объектов класса А , для которых , ..Класс А включает эталонные объекты, не содержащие к-ый вид дефекта; Р(Ац) - априорная вероя;ность появления объектов с k-ым видом дефекта. На основе определенных Р. н д в блоке определения вероятности дефекта подшипника 13 производится вычисление весовых коэффициентов информационных частот в соответствии с формулами 8P g0- н)-teq.t(-p.), ;К.Г- РСА„1- дГ11р(д,3 + |cbi(.(i-q,jn Сигналы, пропорциональные весовым коэффициентам, преобразуются в двоичный код и поступают в блок 14 ввода вероятности дефекта, гре преобразуются в .число-импульсный код. Полученные импульсы через коммутаторы управляют шаговьгми двигателями, вращающими потенциометры, которые входят в состав сумматора 10, изменяя его коэффициент передачи и тем самьдал обеспечивая учет весовых коэффициентов при вЕячислении дискриг минантной функции. Формула изобретения Устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования, режимный переключатель, один выход которого соединен с запоминающим блоксм,. сумматорсм, пороговым блоке и цифровым преобразователем - указателем, а другой-с блоком определения вероятности дефекта подшипника и блоком ввода вероятности дефекта, при этом выход блока ввода вероятности дефекта соединен с одним из входов сумматора, отличающеес я тем, что, с целью автоматизации диагностики подшипников качения, устройство снабжено последовательно соединенными фильтром частоты вращения, частотным дискриминатором, блоком перестройки частбтного анализатора, а также генератором эталонной частоты, выход которого соединен со BTOpbiM входом частотного дискриминатора, при этом вход фильтра частоты вращения соединен со вторым выходом вибропреобраэователя, а-выход блока перестройки частотного анализатора - со вторым входом многоканального анализатора синхронного детектирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка № 2306397/27, кл. G 01 М 13/04, 29.12.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.