Устройство для выявления дефектов механизма Советский патент 1982 года по МПК G01M13/02 G01H1/00 

1

Изобретение относится к виброакустической диагностике механизмов циклического действия и может быть использовано для контроля и диагностики зубчатых передач.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для выявления дефектов механизма, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибрации, синхронный гребенчатый фильтр и индикатор, преобразователь углового положения элементов механизма и синхронизатор 1.

Недостатком известного устройства является низкая точность выявления дефектов, обусловленная тем, что в нем невозможно учесть влияйие резонансных свойств контролируемого механизма и окружающей среды на результат определения его технического состояния,которые проявляются в анализируемом физическом явлении (вибрации) циклически на частотах, пропорциональных скорости врацдения механизма.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком управления, счетчиком, блоком памяти, блоком сравнения, преобразователем частота-код, генератором, коммутатором, триггером, двумя элементами И и двумя элементами ИЛИ, пер вый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и vn5 равляющими входами коммутатора и синхронного гребенчатого фильтра, второй вы ход блока управления подключен к перво.м входу второго элемента ИЛИ и входу управления счетчиком, выход которого соеди,Q нен с входами блока управления и блока памяти, выход последнего соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу триггера, выход преобразователя углового положен элементов механизма соединен с первым BXCJ15 дом коммутатора и через преобразователь частота-код с вторым входом блока сравнения, выход генератора подключен к втором входу коммутатора, выход которого соединен с входом синхронизатора, выходами под20 ключенного соответственно к первым вхо дам первого и второго элементов И, выхил первого элемента И соединен с первым синхронизирующим входом синхронного гребен чатого фильтра, выход второго элемента И -со вторым синхронизирующим входо.м синxpoHHoro гребенчатого фильтра, со счетным входом счетчика и вторым входом второго элемента ИЛИ, выходом подключенным к второму входу триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, а выход последнего подключен к вторым входам элементов И.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство для выявления дефектов механизма, содержит последовательно соединенные преобразователь 1 вибрации, синхронный гребенчатый фильтр 2 и индикатор 3, преобразователь 4 углового положения элементов механизма и синхронизатор 5, блок 6 управления, счетчик 7, блок 8 памяти, блок сравнения 9, преобразователь 10 частота-код, генератор 11, коммутатор 12, триггер 13. два элемента 14 и 15 И и два элемента 16 и 17 ИЛИ, первый выход блока 6 управления соединен с первым входом первого элемента 16 ИЛИ и управляющими входами коммутатора 12 и синхронного гребенчатого фильтра 2, второй выход блока 6 управ.чения подключен к первому входу второго элемента 17 ИЛИ и ко входу управления счетчиком 7, выхоД которого соединен со входами блока 6 управления и блока 8 памяти, выхбд последнего соединен с первым входом блока 9 сравнения, выход которого подключен к первому входу триггера 13, выход преобразователя 4 углового положения элементов-механизма соединен с первым входом коммутатора 12 и через преобразователь 10 частота - код со вторым входом блока 9 сравнения, выход генератора 11 подключен ко второму входу коммутатора 12, выход которого соединен со входом синхронизатора 5, выходами подключенного соответственно к первым входам первого и второго элементов 14 и 15 И, выход первого элемента 14 И соединен с первым синхронизирующим входом синхронного гребенчатого фильтра 2, выход второго элемента 15 И - со вторым синхронизирующим входом синхронного гребенчатого фильтра 2 со счетным входом счетчика 7 и вторым входом второго элемента 17 ИЛИ, выходом подключенным ко второму входу триггера 13, выход которого соединен со вторым входом первого элемента 16 ИЛИ, а выход последнего подключен ко вторым входам элементов 14 и 15,И.

Устройство работает следующим образом.

Для осуществления синхронной обработки контролируемый механизм приводят в движение и произвольно изменяют скорость вращения. Вибрации, сопровождающие работу механизма, преобразуются преобразователе.м 1 вибрации в электрический сигнал и поступают на вход синхронного гребенчатого фильтра 2. Блок 6 управления формирует два сигнала. Первый сигнал блока 6 управления переводит синхронный гребенчатый

фильтр 2 в режим синхронной обработки и управляет коммутатором 12 таким образом, что импульсы преобразователя 4 углового положения элементов механизма через коммутатор 12 поступают на вход синхронизатора 5, на первом выходе которого формируются импульсы углового положения элементов, а на втором выходе - импульсы начала цикла. Второй сигнал блока 6 управления устаналивает в нуль счетчик 7 и триггер 13. Дальнейщая работа состоит из последовательно выполняемых циклов синхронной обработки.

Необходимое количество циклов обработки выбирается исходя из требуемой точности для каждого типа механизмов и задается в блоке 6 управления. Цикл синхронной обработки осуществляется следующим образом.

Выходной сигнал триггера 13 через первый элемент 16 ИЛИ поступает на вторые входы элементов 14 и 15 И, препятствуя тем самым прохождению импульсов с выходов синхронизатора 5 на синхронизирующие входы синхронного гребенчатого фильтра 2.

После установки счетчика 7 в нуль с его выхода на вход блока 8 памяти поступает первый адрес. В результате цифровой код, заранее записанный в блоке 8 памяти по первому адресу и соответствующий частоте вращения, поступает с выхода блока 8 памяти на первый вход блока 9 сравнения, на второй вход которого поступает цифровой код с выхода преобразователя 10 частота-код, пропорциональный частоте вращения контролируемого механизма.

В момент равенства кодов на обоих входах блока 9 сравнения на его выходе появляется импульс, поступающий на первый вход триггера 13. Выходной импульс блока 9 сравнения устанавливает (триггер 13 в состояние 1 и импульс с выхода триггера 13 через первый элемент 16 ИЛИ поступает на вторые входы элементов 14 и 15 И обеспечивая прохождение импульсов с выходов синхронизатора 5 на синхронизирующие входы синхронного гребенчатого фильтра 2. В синхронизаторе 5 формируется один цикл синхронизирующих импульсов, а в синхронном гребенчатом фильтре 2 осуществляется синхронная обработка сигнала вибраций в течение одного цикла. Первый по времени импульс начала цикла с выхода второго элемента 15 И поступает на второй вход второго элемента 17 ИЛИ и на счетный вход счетчика 7. В результате выходной сигнал второго элемента 17 ИЛИ устанавливает в нуль триггер 13, выходной сигнал которого через первый элемент 16 ИЛИ поступает на вторые входы элементов 14 и 15 И, препятствуя тем самым прохождению импульсов с выходов синхронизатора 5 на синхронизирующие входы синхронного гребенчатого фильтра 2, с выхода счетчика 7 на вход блока 8 памяти поступает второй адрес, а цифровой код, записанный в блоке 8 по второму адресу, передается на первьш вход блока 9 сравнения. На этом первый цикл синхронной обработки заканчивается. В условиях изменяющейся скорости вращения цифровой код на втором входе блока 9 сравнения изменяется. В момент равенства кодов на обоих входах блока 9 сравнения на его выходе появляется импульс и осуществляется следующий цикл синхронной обработки. По окончании N-ro цикла синхронной обработки по коду счетчика 7, блок 6 управления переключает устройство в режим считывания, характеризующийся тем, что импульс с выхода второго элемента 15 И поступает на счетный вход счетчика 7 и далее на вход блока 6 управления. На первом выходе блока управления 6 формируется импульс, который поступает на управляющие входы синхронного гребенчатого фильтра 2 и коммутатора 12 и через второй элемент 17 ИЛИ на вторые входы элементов 14 и 15 И. В результате импульсы с выхода генератора II через коммутатор 12 поступают на вход синхронизатора 5 и далее с его выходов через элементы И на синхронизирующие входы синхронного гребенчатого фильтра 2, который работает в режиме считывания обработанного сигнала. Выходной сигнал синхронного гребенчатого фильтра 2 поступает на вход индикатора 3, с помощью которого определяется техническое состояние механизма и выявляется его дефект. Определение усредненных значений измеряемых параметров вибраций в условиях изменяющейся скорости вращения и с учетом изменения интенсивности вибраций путем изменения частоты взятия отсчетов усредняемых параметров позволяет уменьщить влияние резонансных свойств .механизма на результат контроля. Предлагаемое устройство не требует знания резонансных свойств контролируемого механизма, выражаемых сложной зависимостью и позволяет уменьшить погрещность выявления дефекта. Формула изобретения Устройство для выявления дефектов механизма, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибрации, синхронный гребенчатый фильтр и индикатор, преобразователь углового положения элементов механизма и синхронизатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком управления, счетчиком, блоком памяти, блоком сравнения, преобразователем частота-код, генератором, коммутатором, триггером, двумя элементами И и двумя элементами ИЛИ, первый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и управляющими входами -коммутатора и синхронного гребенчатого фильтра, второй выход блока управления подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и входу управления счетчиком, выход которого соединен с входами блока управления и блока памяти, выход последнего соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу триггера, выход преобразователя углового положения элементов механизма соединен с первым входом коммутатора и. через преобразователь частота-код с вторым входом блока сравнения, выход генератора подключен к второму входу коммутатора, выход которого соединен с входом синхронизатора, выходами подключенного соответственно к первым входам первого и второго элементов И, выход первого- элемента /И соединен с первым синхронизирующим входом синхронного гребенчатого фильтра, выход второго элемента И - с вторым синхронизирующим входом синхронного гребенчатого фильтра, со счетным входом счетчика и вторым входом второго элемента ИЛИ, выходом подключенным к второму входу триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, а выход последнего подключен к вторым входам элементов И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1367773, кл. G 01 М 13/00, G 01 Н 1/00, 1974 (прототип).