Устройство для диагностики подшипников

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ, содержащее последовательно соединенные преобразователь , устанавливаемый на испытуемом объекте, согласующий усилитель, фильтр нижних частот, блок узкополосных фильтров, блок выделения максимального сигнала, блок логарифмирования , вычитатель и коммутатор , второй и третий блоки логарифмирования , второй вычитатель, первым входом связанный с выходом второго блока логарифмирования, вторым входом - с выходом третьего блока логарифмирования, а выходом с третьим входом первого вычитателя , и индикатор, отлич.ающее с я тем, что, с целью повьпиения точности оно снабжено последовательно соединенными электродвигателем , валом связываемым с испытуе«jjM объектом, датчиком оборотов, установленным на налу, интегратором , блоком синхронизации и эадатчиком частоты вращения вала, выходом подключенным к управляющим обмоткам электродвигателя, квадратичным интегратором, первым входом подключенным к выходу блока синхронизации , к второму входу блока узкололосньгх фильтров и к второму входу первого вычитателя, вторым входом § к выходу, блока выделения максимального сигнала, а выходом - к входу (Л второго блока логарифмирования, амплитудным детектором включенным с между вторым выходом интегратора и третьим блоком логарифмирования, последовательно соединенными блоком спектрального.эталона и третьим вычитателем, включенными между коммутатором и индикатором, линейным интегратором, пс дключенным входом о к выходу первого вычитателя и выхо09 N9 дом - к второму входу коммутатора, а второй вход третьего вычитателя связан с вторым выходом.коммутатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3Ш G 01 H 15!00

iXEСИОЗКАЯ

ГА ТРНТЛ О=

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТН-1ИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3610032/18-28 (22) 21.06.83 (46) 30.09.84. Бюл. 11 36 () В.П. Трофимов, К.A. Шестериков, В.Г. Рыгалин, Л.А. Гречинский, Л0.В. Иванов и А.В. Тарасов (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620. 178.53(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 932336, кл. С 01 И 7/СО,, 980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЛИАГНОСТИКИ ПОДШИ!ШИКОВ, содержащее последовательно соединенные преобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, согласующий усилитель, фильтр нижних частот, блок узкополосных фильтров, блок выделения максимального сигнала, блок логарифмирования, вычитатель и коммутатор второй и третий блоки лога— рифмирования, второй вычитатель. первым входом связанный с выходом второго блока логарифмирования, вторым входом — с выходом третьего блока логарифмирования, а выходом— с третьим входом первого вычитателя, и индикатор, о т л и ч.а ю щ е„SU„„1! )6324 А е с я тем, что, с целью павыщения точности оно снабжено последовательно соединенными электродвигате— лем, валом связываемым с испытуеыим объектом, датчиком оборотов, установленным на валу, интегратором, блоком синхронизации и эадатчиком частоты вращения вала, выходом подключенным к управляющим обмоткам электродвигателя, квадратичным интегратором, первым входом подключенным к выходу блока синхронизации, к второму входу блока узкополосных фильтров и к второму входу первого вычитателя, вторым входом— к выходу. блока выделения максимального сигнала, а выхопом — к входу второго блока логарифмирования, амплитудным детектором, включенным между вторым выходом интегратора и третьим блоком логарифмирования, последовательно соединенными блоком спектрального. эталона и третьим вычитателем, включенными между коммутатором и индикатором, линейным интегратором, подключенным входом к выходу первого вычитателя и выходом — к второму входу коммутатора, а второй вход третьего вычитателя связан с вторым выходом коммутатора. ным к выходу блока синхронизации, к второму входу блока узкополосных фильтров и к второму входу первого вычитателя, вторым входом - к выходу блока выделения максимального сигнала, а выходом — к входу второго блока логарифмирования, амплитуд-. ным детектором, включенным между вторым выходом интегратора и третьим блоком логарифмирования, последовательно соединенными блоком спектрального эталона и третьим вычитателем, включенными между коммутатором и индикатором, линейным интегратором, подключенным входом к выходу первого вычитателя и выходом— к второму входу коммутатора, а вто- рой вход третьего вычитателя связан с вторым выходом коммутатора.

На чертеже представлена блок-схе. ма устройства для диагностики подшипников.

Устройство содержит последова— тельно соединенные преобразователь

1, устанавливаемый на испытуемом объекте (не обозначен), согласующий усилитель 2, фильтр 3 нижних частот, блок 4 узкополосных фильтров, блок 5 выделения максимального сигнала, блок 6 логарифмирования, вычитатель 7 и коммутатор 8, второй 9 и третий 10 блоки логарифмирования, второй вычитатель 11, первым входом связанный с выходом второго блока 9 логарифмирования, вторым входом — с выходом третьего блока 10 логарифмирования, а выходом с втбрым входом вычитателя 7, и индикатор 12, последовательно соединенные электродвигатель 13, валом 14 связываемым с испытуемым объектом, датчик 15 оборотов, установленный на валу 14, интегратор 16, блок 17 синхронизации и задатчик 18 частоты вращения вала 14, выходом подключенный к управляющим обмоткам электродвигателя 13, квадратичный интегратор 19, первым входом подключенный к выходу блока 17 синхронизации, к второму входу блока 4 узкополосных фильтров и к второму входу вычитателя 7, вторым входом— к выходу блока 5 выделения максимального сигнала, а выходом — к входу второго блока 9 логарифмирования, амплитудный детектор 20, включенный между вторым выходом интегратора 16 и третьим блоком 10

15 логарифмирования, последовательно

1 1 116324 2

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано при оценке технического состояния и прогнозировании ресурса подшипников °

Известно устройство для диагнос5 тики подшипников, содержащее последовательно соединенные преобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, согласующий усилитель, фильтр нижних частот, блок узкополосных фильтров, блок выделения максимального сигнала, блок логарифмирования, вычитатель и коммутатор, второй и третий блоки логарифмирования, второй вычитатель, первым входом связанный с выходом второго блока логарифмирования, BTQ рым входом — с выходом третьего блока логарифмирования, а выходом— с третьим входом первого вычитателя, и индикатор j13

Недостатком известного устройства является невысокая точность диагностики вследствие сложности перестройки при наличии нескольких периодических составляющих в спектре сигнала, амплитуда которых постоянно меняется при изменении частоты возбуждающего сигнала.

Цель изобретения — повышение точ30 ности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диагностики подшипников, содержащее последовательно соединенные преобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, согласующий усилитель, фильтр нижних частот, блок узкополосных фильтров, блок выделения максимальнОго сигнала, блок логариф- 40 мирования, вычитатель и коммутатор, второй и третий блоки логарифмирования, второй вычитатель, первым входом связанный с выходом второго блока логарифмирования, вторым вхо- 45 дом — с выходом третьего блока логарифмирования, а выходом — с третьим входом первого вычитателя, и индикатор, снабжено последовательно соединенными электродвигателем, 50 валом связываемым с испытуемым объектом, датчиком оборотов, установленным на валу, интегратором, блоком синхронизации и задатчиком частоты вращения вала, выходом подклю.ченным к управляющим обмоткам электродвигателя, квадратичным интегратором, первым входом подключен3 1116324 4 соединенные блок 21 спектрального эталона и третий вычитатель 22, вклю ченные между коммутатором 8 и индикатором 12, линейный интегратор 23, подключенный входом к выходу вычитателя 7 и выходом — к второму вхо5 ду коммутатора 8, а второй вход третьего вычитателя 22 связан с вторым выходом коммутатора 8.

Устройство работает следующим о6разом.

Перед началом измерений объект диагностирования (не обозначен) роторного действия выводят с помощью двигателя 13 с регулируемым числом оборотов на требуемый скорост15 ной режим в соответствии с уставкой блока 18 задания частоты вращения вала. К валу подключен кодовый частотный датчик 15, сигналы с выхода которого поступают на вход интегратора 16. Сигналы с управляющего выхода интегратора 16 поступают на вход блока 17 синхронизации, а с второго выхода интегратора 16 через амплитудный детектор

20 сигналы поступают на вход третьего блока 10 логарифмирования, на выходе которого формируется сигнал, представляющий собой оценку мощности задающих колебаний в логарифмическом масштабе на частоте вращения вала 14, который поступает на второй вход второго 11 вычитателя сигналов. Виброударный сигнал с объекта диагностики воспринимается измерительным преобразователем

1 и усиливается согласующим усилителем 2. С выхода согласующего усилителя 2 сигнал поступает на вход фильтра 3 нижних частот, с его выхода — на сигнальный вход блока 4 узкополосных следящих фильтров. Сигнал с выхода блока 4 узкополосных следящих фильтров через блок 5 выделения максимального сигнала поступает на вход блока 6 логарифмирования и на сигнальный вход квадратичного интегратора 19 и представляет собой текущую оценку функции ударного спектра энергии (интенсивности) виброударных колебаний за время одного цикла вра щения подшипника. Сигнал с выхода квадратичного интегратора 19 поступает на вход второго блока 9 логарифмирования; с выхода которого сигнал, представляющий собой усредненную за время одного цикла

55 оценку ударного спектра отклика подшипника на заданной частоте вращения вала 14, поступает на первый вход второго 11 вычитателя сигналов, на выходе которого формируется сигнал, характеризующий в логарифмическом масштабе отношение энергии виброударных колебаний отклика объекта к мощности задающих колебаний вала t4, т.е. оценку иМпульсной переходной характеристики объекта на фиксированной частоте вращения вала 14 . Сигнал с выхода второго 11. вычитания сигналов поступает на третий сигнальный вход вычитателя 7 сигналов. На выходе вычитателя 7 сигналов формируется в логарифмическом масштабе нормированЪ ная оценка функции ударного спектра, отстроенная от амплитуды колебаний импульсной переходной функ-, ции на фиксированной частоте вращения. Сигналы с выхода вычитателя

7 сигналов поступают на вход коммутатора 8 и на вход линейного интегратора 23. На выходе линейного интегратора 23 формируется сигнал> препставляющий собой интегральную оценку нормирования уларных спектров во всем диапазоне изменения частот вращения вала, который поступает на второй вход коммутатора 8.

Работа коммутатора 8 осуществляется в двух режимах.

В первом режиме второй вход коммутатора 8 клапанируется, а на его сигнальный выход коммутируется сигнал с его первого входа. С управляющего выхода коммутатора 8 поступает сигнал на управляющий вход блока 21 спектрального эталона, . на выходе которого формируется сигнал допустимого уровня оценки составляющих нормированных ударных спектров для заданного частотного диапазона и типа подшипников и поступает на вход третьего вычитателя 22 сигналов. Сигнал рассогласо-, вания с выхода третьего вычитателя 22 сигналов, являющийся диагностической оценкой .технического состояния объекта контроля, поступает на вход индикатора 12.

Во втором режиме клапанируется вход коммутатора 8, а на его сигнальный выход коммутируется сигнал с его второго входа. С управляющего выхода коммутатора 8 поступает

16324

Составитель В ° Полухин

Редактор Л. Веселовская Техред Т,Фанта Корректор М. Леонтюк

Заказ 6919/33 Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 11 сигнал на управляющий вход блока

21 спектрального эталона, на выходе которого формируется сигнал допустимого уровня интегральной оценки нормированных ударных спектров для заданного частотного диапазона и типа подшипников, который поступает на второй вход третьего 22 вычитателя сигналов. Сигнал рассогласования с выхода вычитателя 22 сигналов, являющийся прогнозной оценкой оставшегося ресурса работы подшипника. поступает на вход индикатора 12.

На выходе блока 17 синхронизации формируются сигналы, синхронные с частотой вращения вала и кратные ей, которые поступают на управляющие входы задатчика 18 частоты вращения вала 14, блока 4 узкополосных следящих фильтров, квадратичного интегратора 19 и вычитателя 7 сигналов.

Всякое появление новых гармоник и увеличение амплитуд имеющихся составляющих функции ударного спектра свидетельствует о появлении новых дефектов и об увеличении усталостных проявлений в поврежденной зоне, благодаря чему осуществляются

10 текущая и прогнозная оценки техничес кого состояния объектов.

Преимуществом изобретения является повышение точности количественной оценки ударов. Кроме того, 15 при наличии откликов на новых частотных составляющих обеспечивается возможность обнаружения новых дефектов на ранних стадиях их возникновений, что позволяет производить

20 оценку технического состояния испытуемого объекта.