Способ интегральной диагностики состояния привода барабанной мельницы Советский патент 1982 года по МПК B02C25/00 G01N29/00 

Изобретение относится к области автоматасческого контроля тезснопогвческих процессов в горной промьшотенности и может бьиъ использовано в промьпиленносга, где применяются барабанные мельннды, работающие как в открытых, так и в замкнутых циклах с классифицирующи-ми аппе атами, и использующие в качестве привода синхронные и асинхронные двигатели Известен способ определения дефектов в деталях машин, основанный на регистрации их вибрации, заключающийся в том, что 4шксируют величину максимального пиковогчэ значения вибросигнала и сдвиг его частспы и по величине этого сдвига судят о степени износа деталей машин l Наиболее близким по технической сущности является способ опредепения дефектов в деталях машин, основанный на регистрации, измерении и анализе амшштуды Езгбраций деталей,в котором сравнивают характеристики вибрации в процеосе эксплуатации машин Г2 В этом способе для определения износа деталей устанавливают информативную полосу частот, в которой фиксируют вибрацию, oпpeдeлsпoт и запоминают у1Ювень ее средневыгсрямленного значения, в течение последующего времени измерения определяют величину математического онаэдания вибрации и сравнивают ее с установленным уровнем средневыпрямленного значения вибрашш. Превышение установленного уровня позволяет делать . вывод о наличии дефектов в деталях машин. Рднако используемая информация далеко не полностью позволяет судить о дефектах привода барабанной мельницы. Кроме того, данный способ не предусматривает возможноега использования его для наладки барабанной мельницы при ее монтаже. Цель изобретения - повышение точности диап остики. Достигается это тем, ,гго в способе интегральной диагностшси состояпия при30вода барабанной мет,пп1ы, itpn ее монта же и экстшуаташга, включающем измере1Ше динамической составляющей монетости приводного двигателя и вибршшонных колебавши механической системы, дополнительно измеряют шшамическую составляющую мощности приводного двигателя, а измерение вибрацио шых колебаний осуществляют на пвдшипниках подвенцовой щестерни барабана мельницы, из сиг нала, пропорционального динамической составляющей мснцности приводного двигателя, ньщелсяют сигналы на частоте автоколебаний цапф барабанной мельницы в подилппшках скольжения и ее трех гармониках, а из сигнала, лропорционалх-ного вибрахшонным колебани5гм подшипников, вьщеляют сигналы на частоте сопряжения зубцов подвенцовой и венцовой щестерез и ее трех нечетных гармоник, а о состоя НИИ привода барабашюй мельницы судят по интегрируемой за заданный периог времени сумме взвешенных вьщеленных отналов. Сущность способа заключается в еледующем. В спектре сигналов активной мощное- ш, потребляемой приводами барабанных мельниц, сигналы на вьш1еуказанных частотах имеют большой удельный вес. Преобладающими в спектрах явл5потся сигналы на частоте автоколебаний цалф мельниц в подщзшниках скольжения. Значительной мощностью также обладают сигналы на высших гармгзниках этой частоты. В спектре сигналов, пропорциональных вибрационным колебаниям подншгашков подвеяцовой шестерни, преобладают сигналы на частотах сопряжения зубцов подвенцовой и венцовой шестерен и ее третьей гармоники. Амплитуды сигналов на указанных частотах в значительной степени зависят от точности монтажа мельницы и редуктора, а также от состояния и степени износа деталей привода. Из анализа спектрограмм можно сделать вьгеод, что амплитуды указанных составляющих в различной мере отражают состояние привода (амплитуды одних частот с износом деталей привода увеличиваются, а других - уменьшаеются), в связи с чем целесообразно использовать дая контроля состояния привода интеграль ную функцию вида ,1 ia,Vajt,..+a,tn+a,,...amtJ(it 44 где - значение интет-ральной функции дая задашюго интервала времаш интегрирования t зад, ; t t f, - амплитуды гармоничесшсх сое1 авляю1иих частот а&токопебаний мелышцы на подшгипниках; П41 Г м а - литуды гармонических ; составляющих частоты сопряжения зубцов подвенцовой и вез шовой шестерен; Q,( ; Orn коэффициенты пропорциональности (весовые коэффициенты), которые могут иметь как положительные, так и отрицательные значения. Количество гармонических составляющих и значения весовых коэффициентов зависят от типа мельниц и определ5потся для каждой мельшщы экспериментальным путем. Так, например, для мельниц МГР 55x75 целесообразно использовать первые четьфе гармонические составлякжшё частоты автоколебаний мельницы в подшипниках, а для ММС ЭОхЗОА две. Оценка правильности монтажа и состояния привода производится согласно выражению (критерию). С) (где lycT - устанобленное пороговое значение интегральной функции, при котором режим работы мельницы выходит за пределы нормального. На фиг. 1 приведена схема устройст- . ва для реализации описанного способа шггегральной диагностики; на фиг. 2 работа блока сравнения устройства. Синхронный электродвигатель 1 с помощью муфты 2 приводит во вращение быстроходный вал редуктора 3. Тихоходный вал редуктора через муфту 4 соединен с приводной шестерней 5, которая с помощью цилинщягческого зубчатого венпа 6 передает вращение барабану мельницы 7. Мощность приводного двигателя измеряется преобразователем 8. С вибродатчика 9, установленного па подшипнике подвенцовой шестерни, вибросигнал, пропорциональный колебаниям механической системы барабан мельницы - привод , поступает на виброаппаратуру 10. С виброаппаратуры 10 и преобразователя мощности 8 сигналы поступают на узкопопосные фильтры (11, 12, 13 и 14, 15 и 16), после чего па блоках согласовагаш, усиления и детектирования (17, 18, 19, 20, 21 и 22) преобразуются в сигналы постоянного тока, уровень которых равен значениям амплитуд сигналов на контро.лируемых частотах t t. 5 В сумматоре 23 с заданными весовы ми коэффициентами а г О сигналы суммируются и сумма поступает на интегратор 24, где происходит его интегрирование за заданный интфвал времени1 ад. В блоке 25 производится фиксапия значения Интегральной футасоии (l), сравнение его с установленным значением по выражекшо (2) и выдача на индикатор 26. Работу блока сравнения иллюстрирует фиг. 2. Если значение интегральной фунгаош меньше Ц график I ), то мельница работает в нормальном режиме. Если ее значение превысит. 1 цС.Т ( 2 Цст кривая III ) То необходимо либо точно сбалансироват мельницу, либо произвести замену изношенных деталей (шестерен) привода. Экономический эффект от применения предложенного способа для задач диагностики состояния привода барабанных мельниц средней и большой мощности ориентировочно может составить 50 тыс рубйей в год только для одной мельницы Учтывая широкий масштаб использовани в народном хозяйстве барабанных мельниц, суммарный экономический эффект может достигнуть нескольких миллионов рублей в год. Формула изобретения Способ интегральной диагностапси состояния привода барабанной мельницы 46 при ее мо1ггаже и эксплуатации, включаюший измерение динамической составл$пощей мощности приводного двигателя и вибрационных колебаний механической системы, о тличающийся тем, тго, с целью повышения точности диагностики, дополнительно измеряют динамическую составляющую мощность приводного двигателя, а измерение вибрационных колебаний осуществляют на подшипниках подвенповой шестер ш барабана мелышцы, из сигнала, пропоретонального динамической составл$псш1ей мощности гфиводного двигателя, выделяют сигналы на частоте автоколебаний цапф барабанной мельнишл в подшипниках скольжения и ее трех гармониках, а из сигнала, пропорционального вибрационным колебаниям подшипников, выделяют сигналы по частоте сопряжения зубцов подвё1щовой и венцовой щестерен и ее трех нечетных rai моник, о состоянии привода барабанной мельницы судят по интегрируемой за заданный период времени сумме взвешенньтх выделенных сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 576526, кл.С, 01 N 29/ОО, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР N9 559168, кл. G 01 N 29/ОО, 1973.

fe jftMt

.l