Устройство для диагностики ресурса деталей механизмов и машин Советский патент 1980 года по МПК G01N3/06 

1

Изобретение относится к испыта1гиям конструкций на выносливость.

Известно устройство для диагностики ресу|)са деталей механизмов и машин содержащее преобразователь, блок сбора информации, регистрации и управляющие механизмы 1|.

Известно также устройство для диагностики ресурса деталей механизмов и машин, содержащее последовательно соеданенные преобразователь, блок сбора информации, блок обработки информации и регастрирующее устройство 2.

Однако известные устроксгва не позволяют количественно оценить остаточный ресурс деталей механизмов и маижн, характер случайных стационарных процессов. .

Целью изобретения является получение качественной оценки остаточного ресурса деталей, работающих в условиях случайного динамического нагружения.

Это достигается тем, что блок сбора информации вьшолнен в. виде долговременного запоминающего устройства и двухканальной системы, один из каналов которой образован после довательнс соединенными ограничителем уровня нагрузки, счетчиком интервалов времени и . промежуточным запоминающим устройством, другой канал образован кольцевым запоминающим устройством, входы каналов соединены с преобразователем, выходы - с входами долговременного запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока обработки информащш, а блок обработки информации вьшолнен в виде промежуточного запоминающего устройства, блока задержки, вычислительного устройства, и последовательно соединенных оперативного запоминающего устройства, анализатора спектра, дискриминатора спектральных составляющих блока определения выносливости, выходы дискриминатора спектральных состав.чяющих и блока определения выносливости соединены с входал-ш промежуточного зaпo o нaющего устройства, вход анализатора спектра с входом блока задержки, выходы промежуточного запоминающего устройства блока задержки и оперативного запоминающего устройства с входами вычислительного устройства.

а эыход вычислительного устройства - с входом регистрирующего устройства.

На чертеже показана структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит преобразователь 1,усилитель 2, блок сбора информации и блок обработки информации. Блок сбора информации включает ограничитель 3 уровня нагрузок, вход которого соединен с выходом усилителя 2 счетчик 4 интервалов времени, вход которого соединен с выходом ограничителя 3 урювня натрузок, промежуточное запоминанвдее устрой, ство 5, вход которого соединен с выходом } счетчика 4 интервалов времени, кольцевое запоминающее устройство 6, вход которого соединен с выходом, усилителя 2, схемы совпадения 7-9, две 7 и 8 из которых соответственно соединены с выходами промежуточного запоминающего устройства 5 и кольцевого запоминающего устройства 6. Кроме того, блок сбора информации содержит долговременное запоминающее устройство 10, входы которого соединены с выходами схем 7 и 8 совпадения, а выход - со входом схемы 9 совпадения, переключатель 11 смены режима, соединенный с кольцевым запоминающим устройством 6 и схемами 7,, 8 совпадения; переключатель 12 подачи информации, соединенный со схемой 9 совпадения.

Блок обработки информации включает oneративное запоминающее устройство 13, вход которого соединен с выходом схемы 9 совпадения, анализатор 14 спектра, вход которого соединен с одним из выходов оперативного запоминающего устройства 13, дискриминатор 15 спектральных составляющих, вход которого соединен с одним из выходов анализатора 14 спектра, блок 16 определения,выносливости, вход которого соединен с одним из выходов дискриминатора 15, промежуточное запоминающее устройство 17, выходы которого соединены с другим выходом дискриминатора 15 спектральных составляющих и выходом блока 16 определения выносливости, блок 18 задержки, выход которого соединен с другим выходом анализатора 14 спектра, схемы совпадения 19 и 20,.входы одной из которых соединены с входом промежуточного запоминающего устройства 17 и одним из выходов блока 18 задержки, а выходы другой - с другим выходом блока 18 задержки и другим выходом оперативного запоминающего устройства 13, Кроме того, блок обработки информации включает вычислительное устройство 21, входь которого соединены с выходами схем 9 и 20 совпадения и другого промехсуточного запоминающего устройства 22, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства 21 и связанного с ним обратной связью. Устройство содержит также регулирующее устройство 23, вход которого соединен с выходом промежуточного запоминающего устройства 22.

Устройство работает следующим образом.

Динамические нагрузки в виде случайных динамических процессов 5 (t) воспринимаются преобразователем 1 и, усиленные в усилителе 2 записываются в кольцевом запоминающем устройстве 6. Одновременно непрерывным потоко реализация 5 (t) поступает в ограничитель 4 уровня нагрузки, который управляет счетчиком 5 интерва.г1ов времени TJ; т.е. фиксируются все интервалы времени, в течение кото-рых 5(t) 5-1, где 5-1, - предел вьшос:швости материала испытуемой детали, соответствующий уровню ограничения. Определенные интервалы времени записываются промежуточным запоминающим устройством 5 для TJ, J 1К.

В случае смены режима нагружения информация через схемы« совпадения 7 и 8 переписывается в долговременное запоминающее устройство 10, где она хранится постоянно, а новая информация поступает в кольцевое запоминающее устройство 6 и промежуточное запоминающее устройство 5.

По сигналу от переключателя 12 поддчи ннформащи включается схема совпадения 9 и происходит считьшание информации из долговременного запоминающего устройства 10 в оперативное запоминающее устройство 13, после чего проводится анализ остаточного ресурса Для этого в анализаторе спектра 14 определяется амплитудный спектр реализации и в дискриминаторе 15 производится дискриминация этих составляющих спектра, амплитуда; которых превыщает уровень ограничения с соответствующими значениями частоты 0. Затем в блоке 16 определения выносливости с помощью выделенных составляющих спектра и кривых усталости для материала испытуемой детали определяются значе1шя 1/Ni, где Ni - выносливость материала. Последние одновременно с соответствующими частотами fi, i записьшаются в промежуточное запоминающее устройство 17.

После конца анализа спектра через блок задержки поступает сигнал конец анализа, и открываются схемы совпадения 19 и 20, а сформированные массивы TJ, fi, l/FMi из оперативного запоминакндего устройства 17 поаупаюг в вычислительное устройство 21, реализующее операцию

(Ут--(,..-J iN1

Определенное значение остаточного ресурса через промежуточное запоминающее устройство 22 поступает в регистрирующее устройство 572 23, с выхода которого считается остаточный ресурс б Т. При дальнейшем определении остаточного ресурса значение из промежуточного заломикаюздего устройства 22 поступаег обратно в вь числлтельиое устройство 21 в качестве текущего значения остаточного pecjpca 5Тн, т.е. в это1.4 случае 5Тн ST и определяется новое значеш-ie бТ. и остаточного ресурса испытуемой детали. Формула изобретения Усгройство Для диагностики pecjpca деталей мехатшзмов и машин, содержащее последовательно соединенные преобразователь, блок сбора ирформации, блок обработки информации, и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью количественной оценки остаточногс ресурса деталей, работающих в уато- ВИЯХ динамического нагружеш1я, блок сбора информаш-ffl вьпюлнен в виде долговременного запомынаюидего устройств и двухканал)НОЙ системы, канал которой образован иоследовательно соединенными ограничителем уровня .нагрузки, счетайком интервалов времени и промежуточньгм запоминающим устройстеом, другой канал образован кольцевым запоминающим устройством, входы каналов соединены с преобразователем, выходы - с входами долговременного запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока обработки информации, а блок обработки информации выполнен в виде промежуточного запоминающего устройства, блока задержки, вьгчислительного устройства и последовательно соединенньа оперативного запоминающего устройства, анализатора спектра, дискриминатора спектральных составляннцих и блока определения выносливости, выходы дискриминатора спектральных составляющих н блока определения вынос;швости со- . единены с входами промежуточного запоминающего устройства, выход анализатора спектра - С ВЫХОДОМ блока задержки, выходы промежуточного зiшoмiiнaющeгo устройства блока задержки н операт1 вного запоминающего устройства - с выходами выч11слительного устройства, а выход вычислительного -устройства - с входом решстрирующего устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 2965840, кл. 73-91, 1960. 2. Трансмиссия приводов металлургических машин, груды ВНИИМЕТМАШ сб. .38, М.,. с. 286-288 (прототип).