Устройство для вибрационной диагностики подшипникового узла Советский патент 1983 года по МПК G01M13/04 

, Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть преимущественно использовано.для вибрационной диагностики подшипников.

Известно устройство для вибрационной диагностики подшипникового узла, содержащее усилитель, блок информационных частот, последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, пороговый блок, формирователь импульсов, блок совпадения и индикатор и генератор качающейся частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами смесителя и блока информационных частот, а также датчик вибрации

Однако известное устройство обладает тем недостатком, что имеет низкое качество и точность диагностики.

Цель изобретения - повышение качества и точности .циагностики подшипников путем локализации дефектного подшипника.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для вибрационной диагностики подшипников узла, содержащее усилитель, блок информационных частот, последовательно соединенные смеситель, уси- , литель промежуточной частоты, пороговый блок, формирователь импульсов, блок совпадения и индикатор и генератор качающейся частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами смесителя и блока информационных частот, а также датчик вибрации, снабжено вторы10ми последовательно соединенными смесителем, усилителем промежуточной частоты, пороговым блоком, формирователем импульсов, блЪком совпадения и индикатором, двумя электронными

15 ключами, выходы которых соответственно соединены со входами первого и второго смесителей, формирователем импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход - со вхо20дами электронных ключей, электричес КИМ фильтром, чход которого соединен со вторым выходом-усилителя, а выход - со вторыми входами электрон:ных ключей, третий выход генератора

25 качающейся частоты соединен со вторым входом ьгорого смесителя, выход блока информационных частот соединен со вторыми входами первого и вторЬг9

блока совпадений, при этом датчик

30 вибрации выполнен в виде плоской.

ьезокерамической шайбы с двумя элекродами на торцах, один из которых заземлен, а второй - в виде кон- ентрично расположенных и соединенных между собой положительной обратной связью через усилитель кольца 5 и шайбы.

На фиг. 1 дана блок-схема предлага емого устройства, .на фиг. 2 вид А - на фиг. 1.

Устройство содержит усилитель 1, 10 блок информационных частот 2, последовательно соединенные смеситель 3, силитель промежуточной частоты 4, ороговый блок 5, формирователь импульсов 6, блок совпадения 7 и ин- 15 икатор 8 и генератор качающейся астоты 9, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами смесителя 3 и блока информационных частот 2, а также датчик ьиб-20 рации 10. Устройство снабжено вторыми последовательно соединенными смесителем 11, усилителем промежуточной частоты 12, пороговым блоком 13, формирователем импульсов 14, ьлоком сов-25 падения ,15 и индикатором 16.. Устройство также снабжено двумя электронными ключами 17 и 18, выходы которых соответственно соединены со входами первого 3 и второго 11 смесителей, формирователем импульсов 19, вход которого соединен с выходом усилителя 1, а выход - со входами электронных ключей 17 и 18, электрическим фильтром 20, вход которого соединен со вторым выходом усилителя 1, а вы- ход - со вторыми входами электронных ключей 17, 18, трбтий выход генератора качающейся частоты 9 соединен со вторым входом .второго смесителя 11, выход блока информационных час- 40 тот 2 соединен со вторыми входами первого 7 и второго 15 блока совпадения. Датчик вибрации 10 выполнен в виде плоской пьезокерамической шайбы 21 с двумя электродами на торцах, 45 один из которых 22 заземлен, а второй - в виде концентрично расположенных и соединенных между србой положительной обратной связью через усилитель 7 кольца 23 и шайбы 24. gO

Устройство работает следующим образом.

На упругую крышку 25 исследуемогс подшипникового узла 26 закрепляют дат-чик вибрации 10. Приводят подшипниковый узел 26 во вращение. При вращении из-за дефектов подшипников возникают осевая вибрация ротора, воспринимаемая датчиком вибрации 10, которым служит средняя часть пьезо- 60 керамической шайбы 21, нахЪдящаяся; между электродами 22 и 24. Параллельно возбуждаются и осевые колебания системы ротор-подшипник-упругая крышка 25 на собственной частоте, 65

которая гораздо ниже по сравнению с частотами от дефектов подшип1|иков

соответственно 100-200 Гц и 1 100 кГц . Воспринятые датчиком 10 осевые вибрации ротора от дефектов подшипников, а также колебания вышеупомянутой системы на собственной частоте поступают в усилитель 1, где происходит их усилие. Усиленный сигнал низкочастотных колебаний системы ротор-подшипники-упругая крышка 25 подается на наружную часть, находящуюся между электродами 22 и 23 керамической шайбы 21, выполняющей функции BH6paTjpa., возбужающего осевые колебания вышеупомянутой системы на собственной частоте и обеспечи.с1ающего периодическое разгружение то одного, то другого подшипника. С другого выхода усилителя 1 низкочастотная составляющая усиленного сигнала подается на формирователь ррямоугольных импульсов 19, в котором из синусоидального сигнала формируются как положительные, так и отрицательные импульсы, управляющие поочередной работой электроннь1Х ключей 17 и 18. С третьего выхода усилителя 1 общий усиленный сигнал датчика вибрации подается на активный электрический фильтр 20, в котором происходит отделение низкочастотной составляющей и усиление высокочастотных составляющих сигнала, несущих информацию о дефектах подшипников.

Остальная часть устройства служит для распознавания видов дефектов и работает следующим образом. На други входы смесителей 3 и 11 подается напряжение постоянной амплитуды с периодически меняющейся частотой из генератора качающейся частоты 9. В связи с этим на выходах смесителей 3 и 11 выделяются сигналы на промежуточной частоте, равной настройке усилителей промежуточной частоты 4 и 12. Усиленные усилителями промежуточной частоты 4 и 12 сигналы подаются на пороговые 5 и 13 и сравниваются с опорными . пороговыми напряжениями. Если напряжения из усилителей промежуточной частоты 4 и 12 превысят пороговые, на выходах пороговых блоков 5 и 13 появляются сигналы, из которых в формирователях импульсов 6 и 14 формируются импульсы для подачи на блоки совпадения 7 и 15. На другие соответствующие входы блоков совпадения 7 и 15 подаются импульсы сигналов информационных частот из блока 2 Блок информационных частот 2 синхронизируется сигналами соответствующих частот генератора качающейся частоты. 9..

В случае совпадения поступающих на входы блоков совпадения 7 и 15

сигналов по времени на выходах появляются сигналы, наличие которых показывает соответствующей теоретически заданной информационной частоте канал цифровых индикаторов 8 и 16.

Разные виды дефектов подшипников вызывают появление соответствую1цих сигналов в определенной полосе частот. Применение генератора качающейся частоты 9 с соответствующей полосой позволяет автоматизировать процесс обнаружения и индикации дефектов подшипников.

Применение предлагаемого устройства позволяет в собранном подшипниковом узле разделить дефекты каждого подшипника, определить видал де-. фектов и вести одновременную их индикацию.

Формула изобретения

Устройство для вибрационной диагностики подшипникового узла, содержащее усилитель, блок информационных частот, последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, пороговый блок, формирователь импульсов, блок совпадения и индикатор и генератор качающейся частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами смесителя и блока информационных частот, а также датчик вибрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности диагностики путем локализации дефектного подшипника, оно снабжено вторыми последовательно соединенными смесителем усилителем промежуточной частоты, пороговым блоком, формирователем импульсов, блоком совпадения и индикатором, двумя электронньвш ключами, выходу которых соответственно соедщ- нены со входами первого и второго смесителей, формирователем импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход - со входами электронных ключей, электрическим фильтром, вход которого соединен со вторым выходом усилителя, а выход - со вторыми входами электронных ключей, третий выход генератора качающейся частоты соединен со вторым входом второго смесителя, выход блока информационных частот соединен со вторыми входами первого и второго блока совпадений, при этом датчик вибрации выполнен в виде плоской пьезокерамической шайбы ,с двумя электродами на торцах, один, из которых заземлен, а второй - в виде концентрично расположенных и соединенных между собой положительной обратной связью через усилитель кольца и шайбы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 729466, кл. G01 М 13/04, 1980, (прототип).