Устройство для определения ресурса машин Советский патент 1980 года по МПК G07C3/10 

Изобретение относится к области приборостроения, точнее к устройствам для определения ресурсных показателей- (гистограммы нагрузок, наработки на отказ и т.д.) машин в процессе эксплуатации.

Известно устройство для определения ресурса машин по основному авт. св. №514314, содержащее пороговые ячейки, каждая из которых выполнена на ограничительном резисторе, диоде и балластном резисторе, подключенном к соответствующему кулометру, а также элемент НЕ и в каждой пороговой ячейке триггер Шмидта и элемент И-НЕ, причем ограничительный резистор каждой пороговой ячейки соединен с входом триггера Шмидта, подключенным к элементу И-НЕ своей и предыдущей ячейки, а один из выходов элемента И-НЕ всех пороговых ячеек, начиная с третьей, соединен через диод с вы-, ходом элемента И-НЕ и балластным резистором предыдущей пороговой ячейки, один из входов элемента И-НЕ второй пороговой ячейки подключен к выходу элемента И-НЕ первой пороговой ячейки, соединенному с балластным резистором своей пороговой ячейки и

через последовательно соединенные соответствующие диоды подключен к одному из входов элемента И-НЕ каждой пороговой ячейки начиная с третьей, и через элемент НЕ - к балластному резистору.

Работа известного устройства осуществляется следующим образом. С исследуемой машины на вход устройства подается сигнал, характеризующий соответствующий режим эксплуатации, например холостой ход, недогрузку, номинальный режим или перегрузку. Срабатывает определенный триггер Шмидта и далее, сигнал поступает через элемент И-НЕ в данной пороговой ячейке на кулометр. Выход элемента И-НЕ также является запирающим сигналом для всех остальных элементов И-НЕ в других ячейках. Таким образом, при определенном входном сигнале срабатывает только тот уровень его разбиения на пороговые ячейки, который соответствует дан-. ному режиму эксплуатации. При изменении этого режима,описанным способа происходит автоматическое переключение пороговых ячеек и запирание не рабочих каналов измерения.

Недостатком известного устройства я:вляется низкая точность определения ресурса машины по анализу нагрузок, так как схема не позволяет учесть вклад каждого режима (уровня сигнала) эксплуатации машины в отработку ресурса за контрольный период. Это обуславливает необходимость дальнейшей обработки информации и корректировки результатов измерения (наприМёр, нормирование гистрограмм), что затруднительно в условиях зксплуатации машин на производстве и требует специального персонала и времени. В описанном варианте устройство позйоляет получить только значения времени работы машины по нагрузке в различных режимах и не дает возможности прямого учета ресурса. Это су фественно ограничивает функциональные возможности устройства, снижает точность и оперативность получения Информации о техническом состоянии машины и ее ресурсе.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, путем Повышения точности устройства. Это достигается тем, что в устройство введены генератор тактовых импульсов элемент И, сумматор, счетчик, коммутатор и интегратор, а в каждую пороговую ячейку введены последовательно соединенные элемент И и элемент памяти, счетный триггер и делитель частоты, генератор тактовых импульсов подключен к одному из входов элемента И всех пороговых ячеек, другой вход которых соединен с балластным резистором своей пороговой ячейки, выход элемента памяти каждой пороговой ячейки подключен к одному из входов счетного триггера своей пороговой ячейки и к входу делителя частоты, выход каждого из которых через сумматор соединен с одним из входов элемента И устройства, выход которого подключен к счетчику и к выходу интегратора, генератор тактовых импульсов соединен с другим входом элемента И устройства и входом коммутатора, выход которого подключен к входам интегратора, а вход устройства подключен к другому входу счетного триггера каждой пороговой ячейки, выход которых соединен с управляющим входом элемента памяти.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит пороговые ячейки по количеству уровней разбиения входного сигнала, каждая из которых состоит из последовательно соединенных ограничительных резисторов 1 , 12, Ij/.-ln соединенных с входами триггеров Шмидта 2 , 2 , 2j , , . . , элементов И-НЕ 3j , Зд ,, 3 , . .. 3„ , балластных резисторов 4j , 42 , 4j , , . .4f, и кулометров 5; , 5 , 5 , . . .БП . Кроме того, выход элементов И-НЕ 3, , 3 , 3 , . . . 3,-, каждой ячейки соединен через элементы. И 6, , б, f 65 , , . .6jj с .ячейками 7, , 7 , 7.J ,.,, памяти. К управляющему входу каждого элемента памяти 7 подключен выход счетных триггеров 8j , 83, 8j , , ,,8„, а выход всех элементов 7 подсоединен к установочному входу счетных триггеров 8 и через соответствующие делители 9 , 9 , 9 ,...9„ частоты к входам сумматора 10. Выход суг «латора 10 через элемент И 11 связан с счетчиком 12 и с входом интегратора 13, Также в устройстве применен генератор 14 тактовых импульсов, соединенный с входами элементов И 6, элемента И 11 и через коммутатор 15 и переключатель 16 с другим входом интегратора 13, выход которого соединен с установочным выходом коммутатора 15 .

Устройстве работает следующим образом.

Сигнал с контролируемой машины Ugjjj соответствующий текущему значению нагрузки (тока, напряжения, вибрации и т о д.) подается на вход триггеров Лмидта 2; , 2 , 2 , . . . 2„ , порог срабатывания которых установлен ограничительными резисторами

. 1 . Пусть, в начальный

1,

1а

момент величина сигнала Ug,), равна или несколько больше порогового напряжения триггера Шмидта 1 , соответствующего, например, холостому ходу машины. В этом случае, сигнал с триггера Шмидта Ij пройдя вход

элемента И-НЕ 3,

фиксируется далее

с выхода последнего на кулометре 5 .

Одновременно, сигнал с выхода элемента И-НЕ 3 запирает все другие кансшы измерения и попадает на элемент И 6j , где заполняется тактовыми импульсами с выхода генератора 14 Далее, импульсный сигнал накапливается в ячейке 7 памяти.

При последующей смене режима эксплуатации машины, происходит переключение каналов измерения и пороговых ячеек. На элементах 7(, 1 , 7 , . . Л„ памяти записывается информация о времени действия сигнала в том или ином уровне на входе устройства (о времени работы машины в отдельных режимах эксплуатации).

После выключения машины из рабочего цикла, например в конце смены, пропадает сигнал на входе устройства и на входе счётных триггеров 8 , 82 , 8J, , , . . 8у при этом последние перебрасываются в противоположное состояние и начинают считывать информацию с элементов 1 , 1 , 1 , . , .1 памяти. Задним фронтом стробирующего импульса с выхода ячеек 7 памяти все триггеры 8 внова устанавливаются в первоначальное состояние, а информация с ячеек памяти поступает на вход соответствующих весовых делителей 9j , 2 , 9j , . . .9ц частоты, которыми обес печивается обработка сигнала в зави симости от вклада каждого уровня разбиения (режима работы машины) в отрабогку ее ресурса. Например, величина сигнала с выхода i-ro делите ля 9 частоты соответствует. -Т- j Nгде N - величина действовавшей нагрузки в i-M уровне; t - время рабо ты машины в данном режиме; - коэф фициент отработки ресурса (вклад i-ro уровня в ухудшение, например, технического состояния основных узлов машины). Далее, сигналы со всех делителей 9 частоты поступают на вход сумматора 10, на котором определяется ре сурсный показатель для данной машин за весь прошедший период работы, пр а t этом Е L Т. j N. d где -t - длитель1-1 о ность цикла работы машины; п - коли чество режимов работы машины. С выхода сумматора 10 сигнал поступает на элемент И 11, где снова заполняется импульсным сигналом с генератора 14 и потом фиксируется на счетчике 12. Показания счетчика 12 определяют величину отработанного машиной ресурса за один цикл ее работы (с момента начала работы до остановки) . На практике необходимо знать величину показателя Т; за длительный период эксплуатации машины, например за весь межремонтный цикл ее работы (до капитального ремонта). Для получения такой информации замыкают контакт переключателя 16. В коммутаторе 15 происходит подсоединение генератора 14 импульсов к входу дискретного интегратора 13 и блокировка переключателя 16. Импульсы с генератора 14 осуществляют считывание информации, накопленной на интеграторе 13 за весь период работы машины. По окончании считывания, на выходе интегратора 13 появляется скачок, напряжения, который снижает блокиров ку переключателя 16 и отключает генератор от входа интегратора 13. Таким образом, на кулометрах 5 устройства фиксируется продолжительность и величина действовавших нагру зок при работе контролируемой машины, на счетчике 12 после каждого цикла работы машины высвечивается показатель отработанного ресурса, а величина этого показателя за любой длительный период эксплуатации машины может быть считана с интегратора 13 в требуемое время, замыканием контакта переключателя 16. С помощью предлагаемого устройства осуществлялся контроль отработки ресурса горных машин. Машины эксплуатировались в трех и четырех основных режимах (холостом ходу, номинальном режиме, перегрузке и двойной перегрузке) . Изобретение имеет следующие преимущества. Существенно пов1: 1шается точность определения ресурсных показателей по наработке машин, так как исключается ошибка, вызванная ручной обработкой результатов. Погрешность устройства 2-3% (против погрешности основного изобретения 8-10%). Кроме того, полная автоматизация в измерении ресурсных показателей позволяет применять устройство без постоянного присутствия специального персонала, включать устройство в качестве датчика первичной информации в системы АСУ ТП и т.д., то есть существенно расширяет его функциональные возможности. Также в несколько раз повышена оперативность получения необходимой информации. Экономический эффект от применения устройства для учета ресурсных показателей горной техники на производственном объединении Белорускалий составит свыше 100 тыс.рублей в год, за счет сокращения трудоемкости ремонта, своевременном планировании техобслуживания оборудования, запасных частей, а также прогнозирования безотказной работы техники. Формула изобретения Устройство для определения ресурса машин по авт. св. №514314, о т личаю. щееся тем,, что, с целью повышения точности устройства, в него введены генератор тактовых импульсов, элемент И, сумматор, счетчик, коммутатор и интегратор, а в каждую пороговую ячейку введены последовательно соединенные элемент И и элемент памяти, счетный триггер и делитель частоты, генератор тактовых импульсов подключен к одному из входов элемента И всех пороговых ячеек,, другой вход которых соединен с балластным резистором своей пороговой ячейки, выход элемента памяти каждой пороговой ячейки подключен к одному из входов счетног( триггера своей пороговой ячейки и к входу делителя частоты, выход каждого из которых через сумматор соединен с одним из входов элемента И устройства, выход которого подключен к счетчику и к выходу интегратора, генератор тактовых импульсов соединен с другим входом элемента И устройства и входом коммутатора, выход которого подключен к входам интегратора, а вход устройства подключен к другому входу счетного триггера каждой пороговой ячейки, выход которых соединен с управляющим входом элемента памяти.