Устройство для определения степени износа шарикоподшипников

 

1i ц 676897

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Савв Советских

Социалистических. Республик

4 т .,;+ ". г,„

117, ° (51) М. Кл.2

G 01М 13/04 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.76 (21) 2332299/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень ¹ 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.79

Государственный комитет (53) УДК 620.179.1:62-233.2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Н. Григорьев и А. А. Ларионов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ИЗНОСА

ШАРИКОПОДШИ П НИКОВ

Изобретение относится к области средств неразрушающего контроля и предназначено для определения степени износа и диагностики шарикоподшипников. Оно может найти применение в машиностроении, в 5 станкостроении, в частности, для диагностики подшипников работающих машин.

Известен анализатор вибросигналов от дефектов вращающихся элементов, который содержит измерительный преобразова- 10 тель, усилитель, детектор, схему разделения, измерительное реле и сигнализатор (1).

В основу работы этого устройства заложен анализ периодических сигналов, а слу- 15 чайные импульсы не фиксируются. Вследствие симметричной формы подшипника дефект вызывает непрерывную серию ударов, повторяющихся через равные промежутки времени, однако в случае осевого смещения- 20 подшипника и изменения места расположения дефекта преобразователь не выдает сигнала до тех пор, пОка не появится вторичный дефект, либо пока первоначальный дефект снова не войдет в контакт с шари- 25 ком, что снижает точность диагностики.

Известно устройство для диагностики подшипников, которое содержит преобразователь, амплитудный дискриминатор, зарядно-разрядную цепь, пороговую схему, логическую схему и выходной сигнализатор (2).

Оценку степени износа подшипника производят по суммарной величине общего шума, в связи с чем точность измерения не высока.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения степени износа шарикоподшипников, содержащее последовательно включенные преобразователь, усилитель, фильтр и детектор, канал измерения общего уровня сигнала и канал измерения ударных импульсов, входы которых подключены к выходу детектора (3).

Недостатком известного устройства является низкая точность контроля из-за того, что величина общего уровня сигнала характеризует общий уровень шума, в том числе и уровень шума помех. Канал измерения ударных импульсов дает интегральную характеристику процесса вибрации в подшипнике.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено амплитудным дискриминатором, подключенным к выходу детектора, частотомером и блоком счета общего количества импульсов, подключенными к выходу дискриминатора.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для определения степени износа шарикоподшипников состоит из последовательно включенных преобразователя 1, усилителя 2, фильтра 3, детектора 4 и канала 5 измерения общего уровня сигнала, выполненного в виде первого выпрямителя

6 и первого индикатора 7, канала 8 измерения ударных импульсов, выполненного в виде фильтра 9 верхних частот, второго выпрямителя 10 и второго индикатора 11, подключенного к выходу детектора 4, амплитудного дискриминатора 12, подключенного к выходу детектора 4, частотомера 13 и блока 14 счета общего количества импульсов в заданный промежуток испытаний, подключенных к выходу дискриминатора 12. Преобразователь 1 устанавливают на объект 15 испытаний, Устройство работает следующим образом.

Сигнал с преобразователя 1, например акселерометра, поступает на вход усилителя 2, предназначенного для приведения уровня сигнала к необходимому масштабу.

Сигнал с усилителя 2 поступает на фильтр

3 гетероидного типа, позволяющий выделять полосу частот шириной в 10 кГц в полосе частот от 20 до 160 кГц.

Такая полоса частот наиболее информативна для данного вибрирующего объекта

15 — шарикоподшипника, С выхода фильтра 3 сигнал поступает на амплитудный детектор 4, где выделяется огибающая. Полоса огибающей 0 — 10 кГц.

С выхода детектора 4 сигнал поступает в канал 5, где выпрямляется выпрямителем

6 и поступает на первый индикатор 7, который показывает общий уровень сигнала, воспринятый преобразователем 1, и включающий в себя как полезный сигнал, так и помеху. Этот канал позволяет дать примерную оценку годности объекта 15, а также служит для калибровки устройства, С выхода детектора 4 сигнал поступает также на вход канала 8, где фильтруется фильтром 9, выпрямляется выпрямителем

10 и в виде сигнала постоянного тока поступает на второй индикатор 11, Канал 8 служит для оценки амплитуды импульсов.

В нем выделяют из сигнала компоненты с быстронарастающими фронтами, характеризующие ударные явления в вибрирующем объекте 15. Тем самым он позволяет избавиться от помех, идущих от других механизмов.

С выхода детектора 4 сигнал поступает также на дискриминатор 12, с выхода которого проходит на частотомер 13 и блок

676897 диагностики его состояния.

Формула изобретения

Устройство для определения степени износа шарикоподшипников, содержащее последовательно включенные преобразователь, усилитель, фильтр и детектор, канал измерения общего уровня сигнала и канал измерения ударных импульсов, входы которых подключены к выходу детектора, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено амплитудным дискриминатором, подключенным к выходу детектора, частотомером и блоком счета общего количества импульсов, подключенными к выходу дискриминатора.

4

14 счета. Частотомер 13 показывает интенсивность поступления импульсов в единицу времени, блок 14 измеряет суммарное количество импульсов за время работы (время испытаний).

На подсчет интенсивности или суммарного количества идут только те импульсы, которые превышают пороговый уровень дискриминатора 12. При появлении усталост10 ного выкрашивания во время работы шарикоподшипника 15 на преобразователь 1 воздействуют ударные вибрационные волны, характеризующиеся малой длительностью и значительной амплитудой. Этот

15 сигнал в виде короткого импульса пересекает заданный порог дискриминатора 12, сосчитывается блоком 14 и появляется на шкале частотомера 13.

При увеличении глубины дефекта ампли20 туда импульса будет выше и пересечет более высокие пороги. Выставив определенный порог дискриминатора 12, можно запрограммировать определенную глубину дефекта при фиксированных оборотах.

25 Если дефекты растут по количеству, но сохраняют ту же глубину, то при фиксированных оборотах увеличивается частота их поступления на частотомер 13. Порог дискриминатора определяет глубину дефекта, 50 а интенсивность — число дефектов. Количество импульсов, пересекших заданный порог дискриминатора за определенное время работы шарикоподшипника, характеризует его сравнительное состояние, Эти импульсы фиксируются с помощью блока

14.

Таким образом, устройство позволяет определять общий уровень шума, уровень сигнала от дефектов, количество дефектов

40 и давать прогноз состояния контролируемого объекта по суммарной величине, сосчитанной счетчиками, что позволяет повысить точность контроля, точность определения годности шарикоподшипника и точность

676897

Составитель А. Матвеев

Корректор P. Беркович

Техред Н. Строганова

Редактор Т, Морозова

Заказ 1548/12 Изд. № 437 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2110120, кл. G 01М

13/00, опубл. 1971.

2. Акцептованная заявка Японии № 48-11920, кл. G 01Н 1/00, 1973.

3. Metallverarbeitung, 1975, 29, № 4, s. 105 — 107.