Устройство для прогнозирования ресурса работы механических систем

 

Изобретение относится к области вычислительной .уехники и позволяет с высокой точностью диагностировать ресурс работы механических систем, в частности подшипников. Устройство содержит вибропреобразователь 1 мехянических колебаний в электрический сигнал, усилитель 2, частотный анализатор 3, блок 4 компараторов, элемент ИЛИ 5, счетчик 6 дефектов,ключ 7 генератор 8 качанщейся частоты, счетчик 9 меток, программируемый дешифратор 10, три элемента И-НЕ 11, 25, 26, первый и второй регистры 12, 13, формирователь 14 задержанного импульса, вычитатель 15, депитель 16, накапливающий сумматор , 17, блоки 18, 19, 20 задания порога износа, инвертора коррекции и количества циклов коррекции, генератор 24 временных интервалов счетчики 27 и 28 времени ресурса и циклов сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК.09) . (11) 9 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДГТЕПЬСТВУ ъйаДф, {у > f,,,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3747815/24-24 (22} 16.02.84 (46) 30.07.86. Бюл. Р 28 (7!) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) В.А.Голубков, В.П.Миронович, А.В.Ступин, Т.Т.Шарафудинов,А.К.Явленский и К.Н.Явленский (53) 681. 325 (088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

В 717665, кл. G 01 P 21/00, 1974.

Авторское свиде тельс тв о СССР

У 540186, кл. G 01 М 13/04, 975.

Авторское свидетельство СССР

У 659923„ кл. С 01 Х 13/04, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

РЕСУРСА РАБОТЫ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к области вычислительной Техники и позволяет (ц 4 G 06 Р 15/46 G 01 М 13/04 с высокой точностью диагностировать ресурс работы механических систем, в частности подшипников. Устройство содержит вибропреобразователь 1 механических колебаний в электрический сигнал, усилитель 2, частотный анализатор 3, блок 4 компараторов, элемент KIH 5, счетчик 6 дефектов, ключ

7 генератор 8 качающейся частоты, счетчик 9 меток, программируемый дешифратор 10, три элемента И-НЕ 11, 25, 26, первый и второй регистры

12, 13, формирователь 14 задержанного импульса, вычитатель 15, делитель 16, накапливающий сумматор !

7, блоки 18, 19, 20 задания порога износа, инвертора коррекции и количества циклов коррекции, генератор

24 временных интервалов, счетчики

27 я 28 времени ресурса и циклов

124789 коррекции. В дешифраторе 10 предварительно устанавливаются характерные для данной механической системы информационные частоты. Генератор 8 вшдает метки частоты на счетчик 9 и качающуюся частоту — на анализатор

3, Превышение сигналом с выхода анализатора заданного в блоке 4 порога фиксируется через элемент ИЛИ 5 счетчиком 6. После каждого периода раз.вертки качающейся частоты дешифратор 10 вырабатывает признак "конец анализа", по которому происходит

7 считывание информации со счетчика

6 в регистр 12, которая затем переписывается в регистр 13. Далее происходит вычисление разности. между двумя последовательными значениями дефекта в вычислителе 15. После нормирования в делителе 16 получаемые разности накапливаются в сумматоре

17. Вычисления производятся до достижения содержимого сумматора 17 значения порога изно а ° В течение этого времени счетчик 27 фиксирует ресурс работы системы. 2 ил.

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано для прогнозирования ресурса работы механических систем.

Целью изобретения является повышение точности прогнозирования ресурса работы механических систем.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит (фиг. 1) вибропреобразователь 1, усилитель 2„ частотный анализатор 3, блок компараторов 4, элемент ИЛИ 5, счетчик 6 дефектов, ключ 7, генератор 8 качающейся частоты, счетчик 9 меток, программируемый дешифратор 10, первый элемент И-НЕ 11, первый и второи регистры 12 и 13, формирователь

14 задержанного импульса, вычитатель 15, делитель 16, накапливающий сумматор 17, блоки 18 — 20 задания порога износа, интервала коррекции и количества циклов коррекции соответственно, с первой по третью схемы 21 — 23 сравнения, генератор 24 временных интервалов, второй и третий элементы И-НЕ, 25 и 26,. счетчик

27 времени ресурса и счетчик 28 циклов коррекции.

Устройство работает следующим образом.

Механические колебания исследуемого объекта преобразуются вибропреобразователем 1 в электрический сигнал, который через усилитель 2 поступает на информационный вход анализатора 3. В процессе работы

5 i

1О

2О

ЗО

35 анализатор 3 перестраивается генератором 8 качающейся частоты в диапазоне от 0 до 20 кГц. При перестройке анализатора 3 на 10 Гц генератор качающейся частоты 4 вырабатывает метки частоты, которые изменяют состояние счетчика 9, предварительно установленного в нулевое состояние. Код частоты настройки поступает на программируемый дешиф" ратор 6, который настроен на информационные частоты. При совпадении одной из информационных частот с текущей частотой перестраиваемого анализатора 3 блок компараторов 4 вырабатывает импульс, свидетельствующий,о превышении сигнала с выхода анализатора 3, порогового значения, элемент ИЛИ 5 обеспечивает поступление этих импульсов на счетчик 6.

После прохождения всех информационных частот с выхода дешифратора 6 подается сигнал "Конец анализа" на ключ 7. Состояние счетчика 9 дефекта в этот момент соответствует величине дефекта. При поступлении сигнала

"Конец анализа" на ключ 7 (фиг. 2а) вырабатывается стробирующий импульс (фиг. 2б), который обеспечивает перезапись данных первого измерения дефекта с первого регистра 12 во второй регистр 13. По этому же стробирующему импульсу формирователь 14 задержанного импульса записывает (фиг.. 2в) вновь поступившие (после определенного промежутка времени) данные дефекта в регистр 13. В результате на вычитатель 15 поступает

47897

20

3 12 код нового дефекта с первого регистра 12 и код предыдущего измерения дефекта со второго регистра 13. Bb!ходной код вычитателя 15 будет представлять собой разность между результатами двух измерений, т.е. будет равен приращению дефекта за интервал времени между двумя измерениями. Делитель 16 организован по табличному методу на постоянном запоминающем устройстве. Величина разности дефектов, поступающая с вычитателя .15, определяет ячейку памяти делителя 16, в которую записано частное, равное скорости износа за интервал коррекции.

В результате накапливающии сумматор 17 начинает суммировать величину скорости износа по стробам, поступаю.щим с генератора 24 временных интервалов (фиг. 2г). Синхронно с суммированием счетчик времени ресурса 27 начинает отсчитывать время ресурса по сигналам (фиг. 2г), поступающим с генератора временных интервалов 19.

Величина суммы скорости износа изме.няется по закону, представленному на фиг. 2д. При поступлении нового импульса "Конец анализа" происходит смена вновь поступивших данных в первом регистре 12 и во втором регистре

13. Следовательно, на вход накапливающего сумматора 17 поступает скорректированная величина скорости износа, и суммирование дефекта в накапливающем сумматоре 17 идет по скорректированной кривой (фиг. 2д). Таким образом, апроксимируется закон. изменения скорости износа. В схеме

21 производится сопоставление дефекта, полученного в накапливающем сумматоре 17, с предельной величиной дефекта, поступающего с блока 18 задания порога износа 18. При превышении порога схема 25 выдает нулевой уровень, запрещающий прохождение сигнала генератора 24 временных интервалов на счетчик 27 времени ресурса. Количество импульсов, накопленное в счетчике 27 времени ресурса, с момента поступления первого импульса "Конец анализа" (фиг. 2а) до момента превышения порога соответствует времени ресурса работы исследуемого объекта, значение которого представлено кодом на выходе счетчика 27 времени ресурса. В блоке 19 задания интервала коррекции выставляется время коррекции, которое сравнивается с интервалом времени, просчитанным на счетчике 27 времени . ресурса. При прохождении времени, равного интервалу коррекции, вырабатывается импульс, поступающий на счетчик 28 циклов коррекции, который считывает число интервалов коррекции. Счетчик 28 циклов коррекции при совпадении числа циклов с эаданным числом счетчика устанавливает .на стробирующем выходе нулевой уровень и тем самым запрещает останавливаться и одновременно дальнейшее изменение состояния пер вого регистра 12 и второго регистра 13.

Формула изобретения

Устройство для прогнозирования ресурса работы механических систем, .содержащее вибропреобраэователь, усилитель, частотный анализатор, блок компараторов, генератор качающейся частоты, генератор временных интервалов, счетчик меток, счетчик дефектов и счетчик времени ресурса, ключ, программируемый дешифратор, выход вибропреобраэователя подклю30 чен через усилитель к информационному входу частотного анализатора, вход развертки которого подключен к выходу качающейся частоты генератора качающейся частоты, выход импульсов меток частоты которого подключен к счетному входу, счетчика меток, выход которого подключеН к информационному входу программируемого дешифратора, вход управления

40 программированием которого является входом .задания информационных частот устройства, первый и второй информационные входы блока компараторов подключены к выходам частотного

45 анализатора,и программируемого дешифратора, выход признака окончания анализа которого подключен к управляющему входу ключа, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

50 повышения точнбсти прогнозирования ресурса работы механических систем, в него введены элемент ИЛИ, первый и второй регистры, вычитатель, дели..тель,.накапливающий сумматор, три

55 схемы сравнения, три элемента И-НЕ, формирователь задержанного импульса, блоки задания порога износа, интервала коррекции и количества циклов

1247897 коррекции, счетчик циклов коррекции, выходы блока компараторов подключены через элемент ИЛИ к счетному входу счетчика дефектов, выход которого подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к информационному входу первого ре° гистра, выход которого подключен к информационному входу второго регистра и к входу уменьшаемого вычитателя, вход вычитаемого вычитателя подключен к выходу второго регистра, вход, синхронизации которого соединен через формирователь эадержанного импульса с выходом первого элемента И-НЕ и входом синхронизации первого регистра, выход вычитателя подключен к выходу делимого, целителя, вход делителя которого является входом задания интервала коррекции, выход делителя подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу первой схемы сравнения, инверсный выход признака равенства которой подключен к первому входу второго элемента

И-НЕ, выход которого подключен к входу синхронизации накапливающего сумматора и к счетному входу счетчика времени ресурса, выход которого является выходом значения времени ресурса устройства и подключен к первому информационному входу второй схемы сравнения, инверсный выход признака равенства которой подключен к первому входу третьего эле-!

О мента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ и к счетному входу счетчика циклов коррекции, выход которого является выходом числа циклов коррек15 ции устройства и подключен к первому информационному входу третьей схемы сравнения, инверсный выход признака равенства которой подключен к второ6 му входу третьего элемента И-НЕ выФ

Ф

20 ход генератора временных интервалов подключен к второму входу второго элемента И-НЕ,. выход признака окончания анализа программируемого дешифратора подключен к второму вхо25 ду первого элемента И-НЕ, выходы блоков задания порога износа, интервала коррекции, количества циклов коррекции подключены к вторым информационным входам с первой по третью

30 схем сравнения соответственно

1247897

КОН6ц ПИЦДц П

Составитель А.Ушаков

Редактор Н.Горват Техред М.Ходанич Корректор N.Максимишинед, Заказ 4128/50 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Р

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4