Устройство для диагностики подшипников качения

 

COICi3 СОВЕТСКИХ

СЩИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з )- G 01 М 13/04

3С .", 1- .РС ВЕ -!Р1," КОМИТЕТ, ;0 ИЭОБРЕТЕН11ЯК:i OYKI Б! ГИЯ1А

П= i ГКНТ СССР g i-i p - р к у (, р р) д (= (= р ((: Н (.J i (, "I. . ОЛ i .;"::-, "= :-.Ë - . :.(Éé ИНСГИТУТ л:. . . а. . =:., .Р,11ик1:::тин K И.В,Абра(:;;:;!i f .i, f :.;.:=:IÉ:" -: .3,: . с ъ ...: .- . =:ë ü i. f ÿ0 С :. i IЬ:,=: ".л ;- .. .: "i 1Ь. 6: . 1.,70.

:-. и .1й ДКАГНССТИ1И . : -,!!:.::<:..::..- .,- :. -1 Е г и Я е;- :.с, —.,100..:. тся < виброизмери .:: .: и:i=:Õ.: .:;*. ." . iл ЯЗООРЕТЕНИЯ ПОВЬ1. = .. =. 0"..-. :Си- ся 01.бооизмери.-,„-ДЫ-:.:,:. . .::0:.-. Г И-:Л".i 000TÑf!Í×ß ПОДШИПНИ:., -;:;--:. .; -;-:. ..-:., „Ст:;.-;:: - лг:;::чых в иэделии, йель изобое ения — повь1шение качест=û:,.0ê-ро",ÿ =.эа с-:ет учета технологического броса па,::)а. "е f00 и идснтификации тиI-4:-, чер 0æ 1,;:=-,.-i0Tавлена блок-схема

У:;;-.,,,;;:ОЙ0 f"-?О содержит. послеДОвательно

:-..-:=-;::.;;-.;-.:;нь,= в ° бропреобразователь 1,уси— —;а;:,:-;»::.-.:ê анализатор 3, блок 4

:=::::: .-"ния средне-;= квадратичного откло:.;ения, по,.к1яру с иий блок 5, запоминаю .т.ié Олок "-., сум втор 7. пороговый блок 8 и ци рроаой преобразовател,-указатель 9 и г10",ледова: ельно ".0åL,èíåèí;Ie синхронизаго,;;0,,L -,1чк l! типов дефектов, второй в.-.1ход::Оторого соедин -I с вторыми входаfi1ii 0000f 0R0f0 б i0K3 8 Yi цифрового преоб

Оазователя-у,:.-зателя 9, дешифоатор 12 и

:;;ЛО-.. 113 "-.во."..а 1-: хранения вероятности дешение качества контроля эа счет учета технологического разброса параметров. Сигнал с выхода вибропреобразователя 1 усиливается, анализируется, в блоке 4 вычисления среднеквадратичного отклонения и нормирующем блоке 5 вычисля. ются коды нормированных амплитудных значений, i,оторые в сумматоре 7 складываются с учетом вероятностей для данноi0 типа дефектов. Сумма сравнивается в

-,ороговом блоке 8 с критическим значени==M, при превышении которОГО цифро вой преобразователь-указа . ел ь 9 отображает наличие дефекта и его вероятностную оцен ó. 1 ил. фекта, выход которого соединен с вторым вхОДОм сумматора 7, Устройство работает следующим образом.

На оправку дефектного подшипникового узла устанавливается вибропреобраэователь 1, предназначенный для преобразования механических вибраций в электрический сигнал. Усилитель 2, подключенный к выходу вибропреобразователя 1, предназначен для согласования вибпропреобразователя с линией связи и усиления электрического сигнала. Частотный анализатор 3 выполняет спектральный анализ поступившего сигнала с выхода усилителя 2 и может быть выполнен, например, на микросхеме K18138Е1. Блок 4 вычисления среднего квадратичного отклонения предназначен для вычисления среднего квадратичного отклонения амплитудных составляющих спек тра. Выход этого блока соединен с входом нормирующего блока 5. Запоминающий блок 6 предназначен для приема пронорми1651131

10

25 (4) 30

55 х =(g х, и рованных амплитудных составляющих спектра с нормирующего блока 5 хранения и выдачи их на входы сумматора 7. Синхронизатор 10 вырабатывает синхронизирующую последовательность импульсов, которые поступают на вход счетчика 11 типов дефектов, Счетчик 11 предназначен для управления дешифратором 12, г1ороговым блоком 8 и цифровым преобразователемуказателем 9. Дешифратор 12 предназначен для управления коммутацией блока 13 ввода и хранения вероятности дефекта по типам дефектов. Блок 13 определяет значимость каждой информационной полосы частот при оценке наличия определенного типа дефекта. Каждый иэ типов дефектов характеризуется всеми информационными полосами частот, но в различной мере. Выходы блока 13 соединены с входом сумматора 7, который предназначен для вычисления суммы пронормированных амплитудных составляющих спектра с учетом их вероятности. Сигнал с выхода сумматора 7 поступает на вход порогового блока 8, который сравнивает этот сигнал с критическим значением, после чего сигнал идет на вход цифрового преобразователя-указателя 9, который предназначен для фиксации и отображения информации о наличии определенного типа дефекта и его вероятностей оценки, когда она превышает величину, заданную пороговым блоком 8.

Вибропреобразователь 1 преобразует вибрации диагностируемого, подшипникового узла в электрический сигнал, пропорциональный величине виброускорения.

Этот сигнал, усиленный усилителем 2, поступает на частотный анализатор 3, который выполняет спектральный анализ сигнала, С выхода частотного анализатора 3 коды амплитудных составляющих спектра поступают на вход блока 4 вычисления среднего квадратичного отклонения, который вычисляет среднее квадратичное отклонение по формуле а=((х,— х лс->)4, (11

I =1 где N — число частотных полос; о- среднеквадратичное отклонение;

Х вЂ” амплитудное значение 1-й частотной полосы;

Х вЂ” среднее значение амплитудных значений, вычисляется по формуле

1=1

C выхода блока 4 вычисления среднего квадратичного отклонения сигнал поступает на нормирующий блок 5, который нормирует сигнал по формуле л XI

Xi = —, (3) л

О где Xi — нормированное амплитудное значение i-й частотной полосы;

0 — среднее квадратичное отклонение с выхода нормирующего блока.

Коды нормированных амплитудных значений запоминаются в запоминающем блоке 6. Синхронизатор 10 выдает на счетчик 11 типов дефектов синхронизирующую последовательность импульсов, Счетчик 11 через дешифратор 12 производит выборку априорных вероятностей, хранящихся в блоке 13 ввода и хранения вероятности дефекта, а также управляет работой порогового блока

8, определяя в нем пороговое значение для каждого типа дефектов, и цифровым преобразователем-указателем 9.

Каждая информационная частота с определенной степенью вероятности характеризует тот или иной тип дефекта. В сумматоре 7 происходит сложение нормированных амплитудных значений с учетом их вероятностей для данного типа дефекта по формуле

N л

Х;=, PÄ;XÄ

1=1 где Xj — значение параметра сигнала для

j-ãî типа дефекта; л

Xj — нормированное амплитудное значение 1-й частотной полосы;

Pij — вероятность i-й амплитудной составляющей спектра для j-ro типа дефекта;

N — число частотных полос.

Значение суммы Xi поступает на вход порогового блока 8 и сравнива ся с критическим значением. Если значение суммы

1 превышает критическое значение, .то цифровой преобразователь-указатель 9 фиксирует и отображает наличие данного типа дефекта и его вероятностную оценку.

Таким образом, применение операции нормирования позволяет нивелировать технологический разброс параметров подшипниковых узлов. Идентификация типов дефектов подшипников позволяет оценить степень риска от развития того или иного типа дефекта и более точно определить остаточный ресурс безаварийной работы из-делия, Нап ример, недостаточное количество смазки может быть устранено без останова эксплуатации изделия.

Однако образование трещин на кольцах подшипника требует своевременного останова эксплуатации изделия и замены подшипника, в противном случае. произойдет аварийный останов. Применение изобретения позволит исключить аварийные выходы из строя подшипников, находящихся под периодическим контролем, а значит, и сократить внеплановые простои машины, с большей эффективностью проводить планово-п редуп редител ь н ые ремонты, сок ратить материальные затраты и время ремонта. обраэователь-указатель и последовательносоединенные синхронизатор, счетчик типов дефектов, дешифратор и блок ввода и хранения вероятности дефекта, выход которого

5 соединен с вторым входом сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества контроля, оно снабжено соединенными блоком вычисления среднего квадратичного отклонения, вход которого

10 соединен с выходом частотного анализатора, и нормирующим блоком, выход которого соединен с входом запоминающего блока, а второй выход счетчика типов дефекта соединен-с вторыми входами порогового блока и

15 цифрового преобразователя-указателя.

Формула изобретения

Устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соедйненн ые виброп реобразователь, усилитель и частотный анализатор, последовательно соединенные запоминающий блок, сумматор, пороговый блок и цифровой преСоставитель Ю.Круглов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1979 Тираж 361 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5