Устройство для определения осевойНАгРузКи HA шАРиКОпОдшипНиКи Советский патент 1981 года по МПК G01M13/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ НА ШАРИКОПОДШИПНИКИ

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть преимущество но использовано при измерении осевой иагрузки на шарикоподшипники.

Известно устройство для определения частотных характеристик механизмов, содержащее последовательно соединенные генератор белого шума, формирующий фильтр, усилитель мощности, злектродинамический возбудитель, механизм с испытуемыми шарикоподшипниками, виброизмерительный преобразователь, полосовой перестраиваемый фильтр 1 .

Однако данное устройство имеет невысокую точность измерения осевой нагрузки на щфикоподшипники в собранных механизмах.

Цель изобретения - повышение точности измерения осевой нагрузки на шарикоподшипники в собранных механизмах.

Поставленная пель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные генератор белого шума, формирующий фильтр, усилитель мощности, электродинамический возбудитель, механизм с испытуемыми шаоикоподпшпникат т, виброизмерительный

преобразователь, полосовой перестраиваемый фильтр, блок усреднения сигнала по времени, первый ключевой злемент, компаратор, инвертор, логический элемент И, де.литель частоты, вычислитель, а также управляющий генератор, триггер и второй ключевой элемент, аналоговое запоминающее устройство. Вход управляющего генератора соединен с выходом логического элемента И, первый выход триггера соединен со вторыми входами первого ключевого элемента и логического элемента И, а второй выход - со вторыми входами полосового перестраиваемого фильтра и блока усреднения сигнала по времени, первый вход второго ключевого устройства соединен с блоком усреднения сигнала по времени, а второй вход - с выходом компаратора, выход аналогового запоминающего устройства соединен со вторым входом компаратора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Она содержит последовательно соединенные генератор 1 белого щума, формирующий фильтр 2, усилитель мощности 3, злектродина3мический возбудитель 4, механизм 5 с испытуемыми шарикоподшипниками, виброизмернтельный преобразователь 6, полосовой пе рестраиваемый фильтр 7, блок 8 усрердеиия сигнала по времени, первый kлючeвoй элемент 9, компаратор 10, инвертор 11, логический апемент И 12, усилитель 13 частоты, вычислитель 14, а также управляющий генератор 15 .триггер 16 и второй ключевой элемент П, аналоговое запоминающее устройство 18. Вхо управляющего генератора 15 соединен с выходом логического элемента И 12, первый выход триггера 16 соединен со вторыми вхо дами первого ключевого элемента 9 и логического элемента И 12, а второй выход - со вторыми входами полоссжого перестраиваемого фильтра 7 и блока 8 усреднения сигнала по времени, первый вход второго ключевого устройства 17 соединен с блоком 8 усреднения сигнала по времени, а второй вход с выходом компаратора 10, выход аналогово го запоминающего устройства 18 соединен со вторым входом компаратора 10. Устройство работает следующим образом. Механизм с испытуемыми шарикоподшип никами 5 возбуждается сигналом со спектром частот, который охватывает диапазон предполагаемой вариации частоты гармонической составляющей, зависящей от изменения контактного угла подшипника. С этой целью из спектра генератора 1 белого шума с помощью формирующего фильтра 2 вырезается рабочий спектр частот, который через усилитель 3 мощности подается на электродинамический вибровозбудитель 4. Сигнал отклика с виброизмерительного датчика 6 поступает на узкополосовой фильтр 7, который дискретно перестраивается по спектру возбуждения, последовательно просматривая заданный диапазон частот. Полагая, что процесс стационарный и зргадический, в блоке усреднения сигнала гармонической составляющей по времени длительность интервала усреднения определяется длительностью импульсгав, поступающих на вход задания начала и конце интервала усредн ния блока 8 усреднения сигнала по времени. Импульсы с первого выхода триггера 16 своими передними фронтами перестраивают среднюю частоту полосы пропускания фильтра 7, а длительность импульсов, которую можно изменять генератором 15, определяет время усреднения сигнала блоком 8. Импульсы со второго (инвертного) выхода триггера 16 управляют первым ключевым элементом 9, который соединяет выход блока 8 с первым входом компаратора 10, где происходит анаЛИЗ амплитуд предыдущего и последующего сигналов. Таким образом, процессы перестрой КИ и анализа разнесены во времени. В те моменты, когда ключевой элемент 9 oiTcpbiT, усредненная по времени гармоническая составляющая сигнала отклика подается на первый вход KoivmapaTopa 10, на другой вход которого завоцится напряжение с аналогового запоминающего устройства 18, в котором хранится большая амплитуда всех предшествующих сигналов. Если амплитуда последующего сигнала оказывается больше предыдущего, то на выходе компаратора 10 появляется логическая единкща. Но поскольку сигнал с выхода компаратора 10 управляет вторым ключевым элементом 17, то последний открывается, и в аналогоное запоминающее устройство 18 записывается а шлитуда нового большего сигнала. В момент отсечки первого ключевого элемента 9 запирается второй ключевой элемент 17. Если подтверждающие шаги оказываются равны коэффициент деления частоты блока 13, сигнал на выходе последнего останавливает задающий генератсф 15 и запускает вычислительное устройство, регистрирующее частоту, по которой определяют значение частоты гармонической составляющей, зависящей от изменения контактного угла шарикоподшипника. Затем по известной зависимости частоты выделенной составляющей от осевой нагрузки находится значение этой нагрузки. Если амплитуда одного из подтверждающих шагов оказьшается больше найденной, то в запоминающее ycTpoiiicTBO 14 заносится зто новое значение амплитуды сигнала, и делитель частоты, определяюц;;ий количество подтверждающих щагсш, сбрасывается в исходное состояние импульсом с выхода компаратора. Дальнейшая работа устройства происходит описанным выше офазом. Формула изобретения Устройство для определения осевой нагрузки на шарикетюдшинники, содержащее после-. довательно соединенные генератор белого щума, формирующий фильтр, усилитель мощности, . электродинамический возбудитель, механизм с испьггуемыми шарик эподцшпниками, виброизмерительный преобразователь, полосовой перестраиваемый фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения осевой нагрузки на шарикоподщипники, оно снабжено последовательно соединениыми блоком yqpeдняшя сигнала по времени, первый вход которого соединен с выходом полосового перестраиваемого фильтра первым ключевым элементом, компаратором, инвертором, логическим элементом И, делителем частоты, вычислителем, а также управляющим генератором, триггером и вторым ключевым элементом, аналоговым запоминающим устройством, при этом вход управляющего генератсфа соединен с выходом логического элемента И, первый рыход триггера соединен со вторыми входами первого ключевого элемента в логического элемента И, а второй выход - со вторыми входами полосового перестраиваемото фильтра и блока усреднения сигнала по вре- меня, первый вход второго ключевого устрой051016

ства соединен с блоком усреднения сигнала по времени, а второй вход - с выходом компаратора, выход аналогового запоминающего устройства соединен со вторым входом компа5 ратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 412513, 10 кл. С 01 L 7/00, 1974.