Устройство для диагностики машин

Авторы патента:

G01M15 - Испытание машин и двигателей (испытание топливовпрыскивающей аппаратуры F02M 65/00; испытание зажигания двигателей внутреннего сгорания, например проверка синхронизации F02P 17/00; обнаружение стуков в двигателях внутреннего сгорания G01L 23/22)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 G 01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (1= С2 С и к.

С1= С2+ С пк

C2 > Сп.к;

С2< Сп.к.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3639598/28 (22) 01.09.83 (46) 15.06.92. Бюл. № 22 (72) B. Н. Костюков и С. А. Морозов (53) 620.175.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 783621, кл. G 01 М 15/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 711375, кл. G 01 Н 1/00, 1974, (54) (5Л УСТРОИ СТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

МАШИН по вибрациям корпуса, содержащее, последовательно соединенные блок контрольного сигнала, коммутатор, включающий первый ключ, первый конденсатор, пьезоакселерометр, усилитель заряда и тракт распознавания, управляемый по сигналам блока управления, выход которого соединен с управляющими входами коммутатора и тракта распознавания, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения метрологической надежности устройства путем автоматизации процесса самодиагноИзобретение относится к виброакустической диагностике машин и может быть использовано для оценки технического состояния машин.

Известно устройство для диагностики машин в процессе приемосдаточных испытаний по параметрам вибрации их корпуса, когда машина работает на номинальном скоростном и нагрузочном режиме; содержащее пьезоакселерометр, усилитель заряда, тракт управления и тракт распознавания, управляемый по сигналам стики в промежутках времени между диагностикой машин, блок управления подключен к выходу усилителя заряда и содержит последовательно соединенные блок фильтров выделяющей полосы частот неинформативного для диагностики участка спектра вибрации и пороговый элемент, а коммутатор содержит второй ключ, переключающий контакт которого соединен с пьезоакселерометром, и второй конденсатор, включенный между размыкающим и замыкающим контактами второго ключа, причем последний соединен с входом усилителя заряда, а емкости С1 и Сг соответственно первого и второго конденсаторов выбраны из соотношений; где Сп.к вЂ” суммарная емкость пьезоакселерометра и соединительного кабеля. тракта управления, включающий в себя блок фильтров, блок распознавания и индикатор.

Недостатком устройства является невозможность произвести самодиагностику всего измерительно-преобразовательного тракта от пьезоакселерометра до индикатора включительно в промежутках времени между диагностированием машин.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для диагностики машины по вибрациям корпуса, содержащее последовательно соединенные блок контрольного сигнала, 1740994

С1= С2 Спк, С2> Спк;

С1= С2+ Спк. С2< Спк, 5

55 коммутатор, конденсатор, пьезоакселерометр, усилитель заряда и тракт распознавания, управляемый по сигналам блока управления, выход которого соединен с управляющими входами коммутатора и тракта распознавания, Недостатком известного устройства является то, что контроль работоспособности осуществляется оператором.

Кроме того, в этом устройстве суммарная емкость пьезоакселерометра и соединительного кабеля шунтируется большой входной емкостью усилителя заряда Cy=Coc (1+К), где Сос вЂ” емкость конденсатора обратной связи в усилитель заряда, К вЂ” коэффициент передачи усилителя без обратной связи. По этой причине изменение емкости датчика всгедствие старения, изменения температуры и т.п, или обрыв его цепи приводит к малому относительному изменению общей емкости параллельно соединенных пьезоракселерометра с кабелем и входа . усилителя заряда (Cy+ Спк), на которую через конденсатор нагружен блок контрольного сигнала. Это приводит к вЂ” îìó,,что изменение выходного сигнала устройства, работающего в режиме самодиагностики, при возникновении указанной неисправности настолько мало, что о ней нельзя достоверно судить по результатам контроля, и поэтому снижается метрологическая надежность устройства.

Цель изобретения вЂ” повышение метрологической надежности устройства путем автоматизации процесса самодиагностики в промежутках времени между диагностикой машин.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для диагностики машин по вибрациям корпуса, содержащем последовательно соединенные блок контрольного сигнала, включающий первый ключ, первый коммутатор, конденсатор, пьезоакселерометр, усилитель заряда и тракт распознавания, управляемый по сигналам блока управления., выход которого соединен с управляющими входами коммутатора и тракта распознавания, блок управления подключен к выходу усилителя заряда и содержит последовательно соединенные блок фильтров, выделяющий полосы частот чеинформативного для диагностики участка спектра вибрации, и пороговый элемент, а коммутатор содержит второй ключ переключа ющий контакт которого соединен с пьезоакселерометром, и второй конденсатор, включенный между размыкающим и замыкающим контактами ключа, причем последний соединен с входом усилителя заряда, а емкости С; и С2 соответственно первого и второго конденсаторов выбраны из соотношений: где Спк вЂ” суммарная емкость пьезоакселеророметра и соединительного кабеля.

На чертеже представлена схема устройства и приведены эпюры амплитудно-частотного спектра сигнала на выходе различных блдков при работе устройства в режиме самоконтроля и в режиме диагностики технического состояния машины, Устройство для диагностики машин содержит последовательно соединенные блок

1 контрольного сигнала, коммутатор 2, включающий в себя первый ключ 3 и первый конденсатор.4, пьезоакселерометр Ь, усилитель 6 заряда и тракт 7 распознавания, управляемый по сигналам блока Я управления, выход которого соединен с управляющими входам. коммутатора 2 и тракта 7 распознавания, состоящего из последовательно соединенных блока 9 фильтров, блока 10 распознавания, компаратора 11 уровней, индикатора 12. Блок 8 управления подключен к выходу усилителя 6 заряда и содержит последовательно сосдиненные блок 13 фильтров, выделяющий полосы частот неинформативного для диагностики участка спектра вибрации, и пороговый элемент 14, а коммутатор 2 содержит второй ключ 15, переключающий контакт которого соединен с пьезоакселерометром 5, и второй конденсатор 16, включенный между размыкающим и замыкающим контактами ключа 15, причем последний соединен " входом усилителя 6 заряда.

Устройство работает следующим образом, Блок 1 контрольного сигнала генерирует сигнал спектр которого лежит в информативной для диагностики полосе частот вибрации машины и находится в полосе пропускания блока 9 фильтров, Блок 13 фильтров выделяет полосу частот неинформативного для диагностики участка спектра вибраций машины.

Спекто контрольного сигнала, генерируемого блоком 1, лежит вне полосы пропускания блока 13 фильтров, Положение ключей 3 и 15 коммутатора

2 на чертеже соответствует работе устройства в режиме самодиагностики, когда вибрация машины отсутствует.

При этом контрольный сигн.:„ : с выхода блока 1 через замкнутый ключ 3 коммутатора 2 и конденсатор 4 поступает на пьезоакселерометр 5 и через размыкающий контакт

1740994

50 ключа 15 и конденсатор 16 на выход коммутатора 2 и вход усилителя 6 заряда, с выхода которого контрольный сигнал поступает в тракт 7 распознавания, где выделяется блоком 9 фильтров, распознается в блоке. 10 распознавания и поступает на коммутатор

11, который сравнивает полученные значения диагностики признаков на выходе блока 10 с уставками, выставленными по команде блока 8 управления, и результат сравнения отображается на индикаторе 12 по системе "меньше-норма-больше" для каждого канала тракта 7 распознавания.

Поскольку спектр контрольного сигнала не совпадает с полосой пропускания блока

13 фильтров, то выходное напряжение последнего равно нулю (13 к) и все устройство работает в режиме самодиагностики.

При включении машины возникает вибрация, имеющая широкий спектр (5Д), которая преобразуется в электрический сигнал и поступает через коммутатор 2 и усилитель

6 заряда на вход блока 8 управления и блока

13 фильтров. Последний выделяет неинформативный для диагностики участок спектра вибраций, благодаря чему на его выходе появляется напряжение, пороговый элемент 14 срабатывает и переключает ключи

3 и 15 в коммутаторе 2, в результате чего блок 1 контрольного сигнала отключается от конденсатора 4, а сигнал с выхода пьезопреобразователя 5, пропорциональный вибрации диагностируемой машины, поступает на вход усилителя 6 заряда, минуя второй конденсатор 16, вследствие чего коэффициент усиления всего тракта возрастает. Возрастает также напряжение на выходе блока

13, что способствует надежному удержанию пороговый элемент 14 во включенном состоянии, По команде порогового элемента

14 изменяются уставки компаратора 11 тракта 7 распознавания, которые теперь соответствуют классам состояния машины.

Индикатор 12 отображает техническое состояние машины и режим работы всего уст5 ройства.

При включении машины, когда ее вибрации падают до нуля, выходной сигнал блока 13 фильтров также уменьшается до нуля, пороговый элемент 14 переключается и по10 дает команду в коммутатор 2 на отпускание ключей 3 и 15 и переключение уставок в компараторе 11.

Благодаря конденсатору 16 коэффициент передачи всего тракта падает, что до15 полнительно способствует удержанию порогового элемента 14 в нулевом состоянии, Чувствительность $= dUg/dying выходного напряжения усилителя 6 заряда к измене20 нию емкости в цепи датчика будет максимальной при выборе оптимальных значений емкостей С и С согласно соотношениям:

25 C1= С2 Спк при С2> Сп.к

C1= C2+ Спк при С2< Сп.к

Таким образом, данное изобретение позволит упростить обращение с устройством

30 мотористу-испытателю, упростить проверку работоспособности с контролем нахождения коэффициентов преобразования всего измерительно-преобразовательного тракта в заданных пределах, повысить чувстви35 тельность к измерению емкости пьезоакселерометра, которая в целом характеризует его техническое состояние, и увеличи .ь метрологическую надежность устройства диагностики в целом за счет своевременного

40 обнаружения и устранения предотказового состояния устройства.

1740994

5Д

Составитель А.Чистяков

Редактор Л,Веселовская Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор М.Пожо

Заказ 2079 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

Изобретение относится к вибродиагностике и может быть использовано как в производстве машин и механизмов для повышения их качества, так и при эксплуатации для поддержания необходимого уровня их работоспособности

Способ подготовки двигателя внутреннего сгорания к испытаниям в условиях низких температур // 1737302

Изобретение относится к испытаниям двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в условиях низких температур и позволяет сократить время подготовки ДВС к испытаниям и уменьшить при этом энергетические затраты

Стенд для ускоренных имитационных испытаний зерноуборочного и силосоуборочного комбайнов // 1733947

Устройство для контроля параметров двигателя внутреннего сгорания // 1733946

Изобретение относится к приборостроению

Способ приработки и испытания двигателя внутреннего сгорания // 1732218

Изобретение относится к машиностроению и Может быть использовано в области производства и ремонта двигателей внтуреннего сгорания (ЛВС), Цель изобретения - уменьшение расхода топлива и времени приработки

Устройство для испытания двигателя внутреннего сгорания // 1729303

Изобретение относится к испытательным стендам для испытания двигателя внутреннего сгорания и представляет собой транспортный контейнер, который может доставляться к месту нахождения ремонтного предприятия или к месту эксплуатации двигателя, быстро.приводиться в готовность к эксплуатации и пригоден для малой проверки качества двигателя, В контейнере размещен испытательный стенд для проверки двигателей внутреннего сгорания

Способ оценки идентичности последовательных рабочих циклов двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления // 1728711

Способ определения мощности двигателя моторно- трансмиссионной установки с гидропередачей // 1728710

Изобретение относится к испытаниям двигателей транспортных средств, агрегированных с гидропередачей

Способ диагностирования механизмов циклического действия // 1728709

Изобретение относится к технической диагностике, в частности к диагностике механизмов , имеющих узлы вращения виброакустическими методами

Диагностическая система для контроля запаса теплогидравлической устойчивости парогенерирующего канала // 1728708

Изобретение относится к энергетике, предназначено для использования в теплоэнергетических установках, содержащих многоканальное парогенерирующие агрегаты , и позволяет повысить надежность теплоэнергетической установки

Способ измерения скоростного напора газового потока и устройство для измерения тяги реактивного двигателя // 2100788

Изобретение относится к технической физике, а более конкретно к испытаниям реактивных двигателей, и может быть использовано в способах и устройствах для измерения тяги для повышения их точности

Способ определения технического состояния элементов системы регулирования и защиты паровых турбин // 2100791

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при контроле работоспособности элементов системы регулирования и защиты паровых турбин

Устройство контроля наличия воды в топливной системе двигателя внутреннего сгорания и датчик для устройства контроля (варианты) // 2102716

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления и диагностики дизельных и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания

Способ диагностики и прогнозирования технического состояния машин по вибрации корпуса // 2103668

Изобретение относится к области диагностики технического состояния машин, а конкретно, к способам диагностики и прогнозирования технического состояния машин, и может быть использовано для диагностики технического состояния машин, образующих машинные комплексы, путем анализа данных вибрации, потребления тока, его напряжения, расхода рабочего тела, температуры машины, обеспечивая своевременное отклонение действительного состояния машин от рабочего состояния и бесперебойную работу всего комплекса

Стенд для исследования напряженно-деформированного состояния основных деталей двигателей внутреннего сгорания // 2105963

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания

Способ контроля, диагностирования и компенсации отказов в системах управления двигателей двухдвигательной авиационной силовой установки // 2106514

Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания // 2107175

Изобретение относится к обкатке и испытанию вновь изготовленных и отремонтированных двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для обкатки других механизмов, например, коробок передач, ведущих мостов автомобилей

Стенд для испытаний жидкостных ракетных двигателей // 2111373

Изобретение относится к ракетостроению и может быть использовано при стендовых испытаниях жидкостных ракетных двигателей (ЖРД)

Способ диагностики колебаний рабочего колеса турбомашины // 2111469

Способ оптимизации диаметральных зазоров между штампованным поршнем и цилиндром двигателя в холодном состоянии // 2112951

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при усовершенствовании условий смазки и оптимизации конструктивных параметров деталей цилиндро-поршневой группы ДВС