Устройство для ударно-импульсного диагностирования подшипников качения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-ИМПУЛЬСНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные датчик ,фильтр,усили ) тель, а также делитель, амплитудный детектор ,первьш преобразователь среднего значения,генератор переменного напряжения и последовательно соединенные переключатель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения качества диагностирования, оно снабжено последовательно соединенными блоком сравнения, измерителем длительности, переключателем режима, а также вторым преобразователем среднего значения, измерителями максимального и среднего значений, выход усилителя соединен с первыми входами делителя , второго преобразователя среднего значения, амплитудного детекторг и блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого преобразователя среднего значения, первый выход генератора соединен со вторыми входами амплитудного детектора и измерителя максимального значения, второй выход генератора - с вторым вхо« дом измерителя длительности, выход (Л которого подключен к второму входу переключателя режима, соединенного первым входом с выходом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго преобразователя средне.го значения , выход переключателя режима подключен к первому входу измерителя максимального значения и входу измерителя среднего значения, а выходы со о измерителей через переключатель соединены с входом индикатора. 9д

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (I9) () )) 0306 A (5))4 ((!1 M 13 ()4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3628403/25-27 (22) 28.07.83 (46) 30.07.85. Бюл. Ф 28 (72) А.M.Зазнобин (71) Специальное опытное проектноконструкторско-технологическое бюро.

СО ВАСХНИЛ (53) 658.562.012.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 834432, кл. G 01 M 13/04, 1981.

Патент США и 3677072, кл. 73-67, 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 838493, кл. G 01 М 13/04, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-ННПУЛЬСНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ,содержащеепоследовательно соединенные датчик, фильтр, усили) тель,а также делитель, амплитудный детектор,первый преобразователь среднего значения, генератор переменногонапряжения и последовательно соединенные переключатель и индикатор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества диагностирования, оно снабжено последовательно соединенными блоком сравнения, измерителем длительности, переключателем режима, а также вторым преобразователем среднего значения, измерителями максимального и среднего значений, выход усилителя соединен с первыми входами делителя, второго преобразователя среднего значения, амплитудного детектора и блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого преобразователя среднего значения, первый выход генератора соединен со вторыми входами амплитудного детектора и измерителя максимального значения, второй выход генератора — с вторым входом измерителя длительности, выход которого подключен к второму входу переключателя режима, соединенного первым входом с выходом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго преобразователя среднего значения, выход переключателя режима подключен к первому входу измерителя максимального значения и входу измерителя среднего значения, а выходы измерителей через переключатель соединены с входом индикатора.

1 11703

Изобретение относится к подшипниковой,промьшщенности и может быть использовано преимущественно для ударно-импульсного диагностирования подшипников качения как при испытании их на стенде, так и непосредственно в узлах механизмов" и машин.

Цель изобретения — повышение качества диагностирования путем устранения зависимости результатов измере-10 ния от коэффициентов усиления, фильтрации и частоты вращения.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержитпоследовательи соединенные датчик 1, фильтр 2, усилитель 3, делитель 4, переключатель 5 режима, измеритель 6 максимального значения, переключатель 7 и индикатор 8, а также последовательно сое- 20 диненные амплитудный детектор 9, первый преобразователь 10 среднего значения, блок 11 сравнения, измеритель

12 длительности, выход которого подключен к второму входу переключателя

5 режима, генератор 13 переменного напряжения, второй преобразователь

14 среднего значения и измеритель 15 среднего значения. При этом выход усилителя 3 соединен с первыми входами амплитудного детектора 9 и блока 11 сравнения и входом второго преобразователя 14 среднего значения, выход которого подключен к второму входу делителя 4;первый выходгенератора 13 соединен с вторыми входами

35 амплитудного детектора 9 и измерителя 5 максимального значения, второй выход генератора 13 подключен к второмувходу измерителя 12 длительности, а вход измерителя 15 среднего значения объединен с первым входом измерителя 6 максимального значения и соединен с выходом преключателя

5 режима,выходизмерителя 15 средне45 но значения подключен к втором, входу: переключателя 7.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 преобразует ударные им- 50 пульсы в пропорциональный электрический сигнал, который поступает на вход фильтра 2, а с его выхода на усилитель 3. Усиленный электрический сигнал, пропорциональный ударным им- 55 пульсам, с выхода усилителя 3 поступает на первые входы амплитудного детектора 9, блока 11 сравнения, де06 2 дителя 4 и вход второго преобразователя 14 среднего значения, с выхода которого электрическое напряжение, пропорциональное среднему значению электрического сигнала, поступает на второй вход делителя 4. На. выходе делителя 4 формируется электрический сигнал, величина которого равна отношению мгновенного значения силы ударных импульсов и их среднего значения и подается на первый вход переключателя 5 режима °

Одновременно генератор 13 импульсов формирует переменное напряжение, чаСтота которого пРопорциональна ча тоте вращения подвижного кольца подшипника. Это напряжение. в виде импульсов подается с первого выхода генератора 13 на вторые входы амплитудного детектора 9 измерителя 6 максимума, а с второго выхода .генератора 13 на второй вход измерителя 12 длительности. С выхода амплитудного детектора 9 постоянное напряжение, пропорциональное наибольшему значению ударных импульсов за период вращения подвижного кольца, поступает на второй вход первого преобразователя 10 среднего значения, выходной сигнал которого поступает на второй вход блока ii сравнения, где производится его сравнение с сигналом (пропорциональным ударным импульсам) на первом входе блока 11 сравнения. В результате сравнения формируются импульсы, длительность времени между которыми соответствует длительности между ударнымы импульсами. При этом изменение амплитуды ударных импульсов не влияет на качество работы блока 11 сравнения, как это имеет место при фиксировании (неизменном) значении порога сравнения. Сформированные импульсы с выхода блока 11 сравнения подаются на первый вход измерителя 12 длительности, на второй вход которого подается сигнал с второго выхода генератора 13 переменного напряжения, период которого пропорционален частоте вращения. В измерителе 12 длительности производится измерение длительности между ударными импульсами в нормированном относительно периода вращения виде. Измеритель 12 длительности может быть реализован, например, с помощью электронного счетчика, который производит счет числа импульсов с частотой, пропорциональной частоте вращения, за

1170306 4 реннем или теле качения), то среднее значение длительности между ударны1 ми имгульсами будет определяться ки(1) нематикой подшипника, а именно:

5 пр. дефекте на наружном кольце

7 1+ (Hi t s „ 2,Ф (2)

6 Т Т при дефекте на внутреннем кольце длительности импульсами

Тх

fe Tõ х т

N где N тх — число импульсов; — длительность измеряемого интервала;

r+,(Т<) — частота (период) вращения. 10

Полученный результат измерения длительности в нормированном виде с выхода измерителя 12 подается на второй вход переключателя 5 режима.

При анализе амплитуд ударных им- 15 пульсов выход делителя 4, а при анализе длительностей выход измерителя

12 через переключатель 5 режима подключаются к входу измерителя 6 максимума и измерителя 15 среднего зна- 20 чения.

На второй вход измерителя 6 максимума с второго выхода генератора

13 подаются импульсы с интервалом, пропорциональным периоду вращения, д для сброса измерителя 6 максимума (и амплитудного детектора 9), чем уменьшается влияние на выходной сигнал устройства случайных редких ударных импульсов большой амплитуды и импульсных помех.

Результат измеренного максимального и среднего значений с выходов из-. мерителя 6 максимума и измерителя 15 среднего значения через переключатель

7 подается на индикатор 8.

По максимальному и среднему значению на индикаторе 8 и изменению их во времени при анализе амплитудных параметров определяют наличие и

40 величину дефекта в подшипнике, а при анализе длительности временных интервалов — вид дефекта и .его местонахождение в подшипнике. Действительно, если причина ударных импульсов—

45 загрязнения, в смазке или другие посторонние частицы, то длительность между ударными импульсами превышает или сравнима с периодом вращения и носит случайный, неустойчивый харак50 тер, что можно определить путем измерения максимального значения нор- . мированных длительностей. Если же причина ударных импульсов — дефект на детали подшипника (наружном, внутt"

Т 1+

Ls) F„

Т е т т гн

Н т

Ь

Г

)1 ь= т нормирование относительно радиуса тела качения радиуса наружного и внутреннего колец," число тел качения в

Т подшипнике. интервал времени, равный интервала между ударными при дефекте на теле качения (т) tt B

-0,5 х 0,14 (<) н "s

rpe T, Т(, T — длительность между ударными импульсами при расположении дефекта на наружном, внутреннем кольцах и теле качения;

Т вЂ” длительность периода вращения;

Как видно из приведенных выражений (2), (3}, (4), измерение среднего значения .нормированных длительностей является не отвлеченным числовым параметром, а характеристикой, по которой можно определить вид дефекта, что и повьппает качество диагностирования:

Предлагаемое изобретение может быть использовано для контроля технического состояния подшипников качения как на специальных стендах, так и непосредственно в узлах различных машин и механизмов в процессе их испытания и эксплуатации.