Способ регистрации начальной стадии разрушения подшипников качения при ресурсных испытаниях на долговечность и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике ресурсных испытаний машин и механизмов и может быть использовано в подшипниковой промышленности для регистрации начального момента разрушения иследуемого изделия при установлении его долговечности, а также непрерывного диагностирующего контроля за состоянием подшипниковых узлов бортовых систем транспортных средств в процессе их эксплуатации. Цель изобретения - повышение надежности определения при ресурсных испытаниях перехода подшипника качения в стадию разрушения и повышение за счет этого достоверности информации о его потенциальной долговечности. Способ заключается в амплитудной селекции и анализе ударных акустических импульсов, следующих с частотами прокатывания тел качения по местам выкрашивания. Для повышения надежности определения перехода подшипника в стадию разрушения ударные импульсы от дефектов начального разрушения, маскируемые фоном шумовой помехи, подвергают комплексному воздействию амплитудной, фазовой и временной селекции. Устройство для осуществления способа выполнено в виде комплексной системы, содержащей амплитудный, фазовый и временной селекторы. Фазовый селектор выполнен в виде вычитающего устройства, амплитудный селектор - в виде динамического шумопонижающего фильтра, а временной селектор - в виде счетчика ударных импульсов, управляемого таймером. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 М 13/04

ГОСУДАPСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Й (21) 4429705/25-27 (22) 24.05.88 (46)30.07.90. Бюл. N 28 (75) Е.В,Лихтман, Б.А,Лившиц и С.П.Сухобрус (53) 658.562,0.127 (088.8) (56) Гречинский Д.А. и др. Современное состояние и перспектива развития приборов для измерения параметра ударов. — Приборы, средства автоматизации и системы управления. ТС-7, Машина и приборы для измерения механических величин, Обзорная информация. Вып. 6. М.: 1985. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ НАЧАЛЬНОЙ

СТАДИИ РАЗРУШЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ

КАЧЕНИЯ ПРИ РЕСУРСНЫХ ИСПЪ|ТАНИЯХ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике ресурсных испытаний машин и механизмов и может быть использовано в подшипниковой промышленности для регистрации начального момента разрушения исследуемого иэделия при установлении его долговечности, а также непрерывного диагностирующего контроля за состоянием подшипниковых уэИзобретение относится к технике ресурсных испытаний машин и механизмов и может быть использовано в подшипниковой промышленности для регистрации начального момента разрушения исследуемого изделия при установлении его долговечности, а также непрерывного диагностирующего контроля за состоянием подшипниковых узлов бортовых систем транспортных средств в процессе их эксплуатации.

„„Я.) „„1582043 А1 лов бортовых систем транспортных средств в процессе их эксплуатации. Цель изобретения — повышение надежности определения при ресурсных испытаниях перехода подшипника качения в стадию разрушения и повышение за счет этого достоверности информации о его потенциальной долговечности. Способ заключается в амплитудной селекции и анализе ударных акустических импульсов, следующих с частотами прокатывания тел качения по местам выкрашивания, Для повы шения надежности определения перехода подшипника в стадию разрушения ударные импульсы от дефектов начального разрушения, маскируемые фоном шумовой помехи, подвергают комплексному воздействию амплитудной, фазовой и временной селекции, Устройство для осуществления способа выполнено в виде комплексной системы, содержащей амплитудный, фазовый и временной селекторы.

Фазовый велектор выполнен в виде вычитающего устройства, амплитудный селектор— в виде динамического шумопонижающего фильтра, а временной селектор — в виде счетчика ударных импульсов, управляемого таймером. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Цель изобретения состоит в повышении надежности определения при ресурсныхиспытаниях перехода подшипника качения в стадию разрушения и повышение за счет этого достоверности информации о его потенциальной долговечности.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Способ заключается в том, что ударные импульсы от дефектов начального разрушения, маскируемых фоном шумовой помехи, подвергают комплексному воздействи:о амплитудной, фазовой и временной селе:<ции, причем амплитудную селекцию полезного сигнала осуществляют путем динамической фильтрации, а устройство, осуществляющее предлагаемый способ, выполнено в виде системы амплитудной, фазовой и временной селекции.

Устройство состоит иэ фазового селектора, содержашего два согласующих пред. усилителя 1 и 2 с элементом 3 балансировки их коэффициентов усиления, каскада 4 вы читания сигналов с индикатором 5 баланса; дискретного аттенюатора 6, амплитудного селектора, состоящего из динамического шумопонижающего фильтра 7, временного селектора, содержащего счетчик 8 числа

"; ударных импульсов и таймер 9, узла 10 уп равления испытательной машины, входных шин 11 и 12, измерительных датчиков 13 и

14, при этом измерительные датчики 13 и 14 установлены на исследуемых подшипниках

15 и 16 и подсоединены к входным шинам

11 и 12 соответственно, которые соединены также соответственно со входами предусилителей.1 и 2, на другие входы которых подсоединен элемент 3 балансировки их коэффициентов усиления, выходы предусилителей 1 и 2 соединены с каскадом 4 вычитания сигналов, с которым связан индикатор 5 баланса. Фазовый селектор через дискретный аттенюатор 6 подключен к входу динамического шумопонижаю его фильтра 7, который подключен к счетчику 8 числа ударных импульсов, который своим выходом связан с узлом 10 управления испытательной машины, а входом — с таймером 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом ресурсных испытаний на оба конца приводного вала испытательной машины устанавливаются исследуемые подшипники 15 и 16, К неподвижно закрепленным в станине машины наружным кольцам этих подшипников подводят акустические шумы пьезодатчика 13 и 14, В процессе работы технологического стенда механизм испытательной машины возбуждает мешающие акустические колебания, оказывающие маскирующее действие на сигналы от зарождающихся дефектов, Мешающие колебания работающего механизма. преобразованные пьезодатчиками 13 и

14 в электрические сигналы, в противофазе подают через согласующие предусилители

1 и 2 на каскад 4 сравнения, в котором осуществляется их взаимная компенсация.

В дальнейшем, в процессе ресурсных испы5

20 Я

3Q

55 такий, усталостное разрушение исследуемых подшипников 15 и 16 начи ает проявляться в виде выкрашивания материала дорожек колец и тел качения. С развитием дефекта наблюдается систематический рост уровня амплитуды сигнала от дефекта и этот прирост выходит за рамки доверительного интервала, устанавливаемого аттенюатором 6. Сигналы превышения порогового уровня, наличие которых дает основание рассматривать механизм подшипника как находящийся в состоянии начального разрушения, беспрепятственно канализируются по одному из каналов через фазовый селектор к входу амплитудного селектора, Полезный сигнал поступает в сопровождении помех от вращающихся подшипников

15 и 16 в виде виброа;<устических и ударных колебаний, генерируемых некруглостью, шероховатостью и прочими отклонениями в конструкции подшипников, В динамическом фильтре 7 амплитуднс го селектора эти. помехи в достаточной степени ослабляются.

Основой динамическо-о фильтра является управляемый фильтр низких частот второго поряд:<а. Уменьшение помех на выходе фильтра в широкой полосе частот достигает

15 дБ, в области высоких частот — превышает 30 дБ. Когда же на динамический фильтр

7 одновременно поступают и импульсные

=игналы ударов от зарождающихся дефектов, то реакция системы фильтра оказывается недостаточной для их подавления; короткий импульс практически блокирует рааоту системы, в результате чего импульсный сигнал от зарождающегося дефекта проходит через фильтр без осуществленных изменений. При уровне входного сигнала порядка минус 50 дБ, время реакции составляет 1 мс. Этого оказывается достаточно для того, чтобы обеспечить прохождение.импульсов без существенного искажения.

Второй каскад селектора образует амплитудный ограничитель со статическим порогом. с которого однополярный сигнал поступает на временной селектор, состоящий из счетчика 8 по модулю 10 и узла 10, соединенных между собой последовательно и управляемых таймером 9. Таймер отрегулирован на время 10 мин. Работа временного селектора основана на принципе накопления определенной последовательности импульсов в заданный промежуток времени. Если в течение этого времени не набирается 1000 импульсов, то в системе происходит отброс накопленной информации и она вновь переводится в состояние приема новой последовательности импульсов, При этом предполагается, что их формирование происходит вне механизма

1582043

Составитель В.Пучинский

Редактор Т.Парфенова Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 2082 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нгб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 исследуемых подшипников, Возникновение дефекта в механизме подшипников при вращении шпинделя испытательной машины (2000 — 25000 об. мин) позволяет до истечения заданного времени набрать 5 установленное число импульсов. в результате чего выработанный сигнал через узел 10 управления выключает из сети испытательную машину, на чем технологический процесс считают завершенным, 10

Использование предлагаемого способа регистрации начальной стадии разрушения подшипников качения при ресурсных испытаниях на долговечность и устройство его осуществления в составе испытательной 15 машины позволяют резко повысить надежность определения состояния перехода исследуемого подшипника в стадию разрушения и тем самым повысить достоверность информации о его долговечности. 20

Формула изобретения

1. Способ регистрации начальной стадии разрушения подшипников качения при ресурсных испытаниях на долговечность, 25 заключающийся в том, что осуществляют амплитудную селекцию и анализируют ударные акустические импульсы, следующие с частотами прокэтывания тел качения по местам выкрашивания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности определения перехода состояния исследуемого подшипника качения в стадию разрушения, ударные импульсы подвеогают комплексному воздействию амплитудной селекции, при которой динамически фильтруют шумы фаэовой селекции, при которой взаимно компенсируют помехи, и временной селекции, при которой анализируют сигнал по установленному числу ударных импульсов в заданный промежуток времени.

2. Устройство для регистрации начальной стадии разрушения подшипников качения при ресурсных испытаниях на долговечность, содержащее амплитудный селектор ударных импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено фазовым амплитудным и временным селекторами, соединенными между собой последовательно, причем фазовый селектор выполнен в виде вычитающего устройства. амплитудный селектор — в виде динамического шумопонижающего фильтра, а временной селектор — в виде счетчика ударных импульсов, управляемых таймером.