Устройство диагностики состояния подшипников

 

Изобретение относится к измерительной технике и диагностике машин и может быть использовано для диагностики состояния подшипников (П) качения и скольжения. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия диагностики, а также расширение диапазона скоростей и нагрузок П при диагностике. Устройство содержит генератор, который через емкостный токосъемник и емкость П питает параллельный резонансный контур, настроенный на частоту генератора. Напряжение на контуре пропорционально емкости П. Для уменьшения влияния нестабильности напряжения генератора и обеспечения линейного детектирования огибающей усиленного напряжения резонансного контура применена замкнутая схема, включающая множительное устройство, усилитель, детектор огибающей, низкочастотный фильтр и дифференциальный усилитель, на один вход которого в качестве опорного напряжения подается продетектированное напряжение генератора. Диагностика осуществляется по величине толщины пленки смазки и по переменной составляющей емкости П. 1 ил. i (Л 00 itsD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (594С 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4082325/31-27 (22) 26.06.86 (46) 07.13.87. Бюл. У 37 (71).Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) В.Н.Аугутис, Г.В.Каркаускас и А.А.Заронскис (53) 658.562.012.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 652458, кл. С 01 М 13/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и диагностике машин и может быть использовано для диагностики состояния подшипников (П) качения и скольжения. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия диагностики, а также расширение диапазона скоростей и нагрузок

П при диагностике. Устройство содержит генератор, который через емкостный токосъемник и емкость П питает параллельный резонансный контур, настроенный на частоту генератора. Напряжение на контуре пропорционально емкости П. Для уменьшения влияния нестабильности напряжения генератора и обеспечения линейного детектирования огибающей усиленного напряжения резонансного контура применена замкнутая схема, включающая множительное устройство, усилитель, детектор огибающей, низкочастотный фильтр и дифференциальный усилитель, на один вход которого в качестве опорного напряжения подается продетектированное напряжение генератора.

Диагностика осуществляется по величине толщины пленки смазки и по переменной составляющей емкости П. 1 ил.

1343264

Второй выход генератора 1 через амплитудный детектор 11 подсоединен к первому входу дифференциального З0 усилителя 12. Выход детектора 9 огибающей через низкочастотный фильтр 13 подсоединен к второму входу дифференциального усилителя 12, выход которого подсоединен к вторым входам множительного устройства 7 и измерительного устройства 10.

Устройство работает следующим образом.

С первого выхода генератора 1 нап- 40 ряжение величиной порядка 0,1 В и частотой порядка нескольких сотен килогерц через токосъемник 2 и подшипник 3 подается на параллельный резонансный контур, состоящий из ин- 4 дуктивности 4 и конденсатора 5. Величина емкости токосъемника 3 и конденсатора 5 выбирается на один-два порядка больше емкости подшипника 3, диоды детекторов 9 и 11 выбираются одного типа, напряжения на их выходах примерно одинакового уровня, а коэффициент передачи замкнутой цепи значительно больше единицы. Низкочастотный фииьтр 13 представляет собой интегрирующую цепочку с постоянной времени 1-5 с. Постоянная времени ле гек горл 9 на два порядка меньше постояииой времени филь.гра 13. При

Изобретение относится к измерительной технике и дилгностике машин и может быть использовано для диагностики состояния подшипников качения и скольжения.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия диагностики, а также расширение диапазона скоростей и нагрузок подшипников при ди- 10 агностике.

На чертеже изображено устройство диагностики состояния подшипников.

Устройство содержит генератор 1, первый выход которого соединен с бесконтактным токосъемником 2, исследуемым подшипником 3 и индуктивностью

4. Параллельно индуктивности 4 подсоединен конденсатор 5, обеспечивающий с ней резонанс на частоте генера- 20 тора 1. Параллельно индуктив11ости 4 подсоединен предусилитель 6, выход которого подсоединен к посоедовательно соединенным многожильному устройству 7, полосовому усилителю 8, де- 25 тектору 9 огибающей и первым входом измерительного устройства 10. где U — напряжение на выходе детектора 9;

C„, h ф— среднее значение и амплитуда изменения емкости подшипника;

К1 — постоянный множитель, С

К ----U

2 2 QС Г1 (2) где U — напряжение на выходе дифференциального усилителя 12;

С вЂ” емкость конденсатора 5;

С„ — емкость подшипника 3; — добротность резонансного контура;

К2 — постоянный множитель;

Бг — выходное напряжение генератора 1.

Подставляя в выражение (2) величину емкости подшипника

К

С п,1 где К вЂ” постоянный коэффициент;

d — толщина пленки смазки, получаем

С

U = U К г (3) Формулы (1) и (3) получены таким образом. Напряжение на втором входе дифференциального усилителя 12

2 к 7 2 Ю У 1 ь где К„ — модуль коэффициента передачи контура;

К вЂ” коэффициенты передачи соответствующих блоков..

С другой стороны, напряжение на выходе дифференциального усилителя 12

v, =(v к„ гл» К, и K„ — коэффициенты передачи дифференциального усилителя 12 и амплитудного детектора 11. выполнении таки условии обеспечивается стабильность устройства и получаются такие информативные сигналы з

13432

Из последних двух выражений с учетом принятых условий и получается формула (3). Этот коэффициент передачи К цепи контур — подшипник

7к r +

jwL + —.— 1

jwC

+Z

+ ° wL +

С вЂ” — (r +

С

10 где Z — комплексное сопротивление контура;

Z — емкостное сопротивление подшипника;

r — сопротивление индуктивности.

После несложных преобразований при резонансе получаем Г, о о с„

С С

1+--Сп

2 0

Формула (1) получается исходя из того, что напряжение на входе множителя обратно пропорционально среднему значению емкости С„ подшипника.

Ввиду инерционности фильтра 13 напря25 жение на выходе детектора огибающий при наличии переменной составляющей

- емкости d C пропорционально величиС„+ 41С не --"----- -, что соответствует фор- З0 и муле (1).

Информативные сигналы в виде. напряжений U u U подаются ata входы измерительного устройства 10, где они измеряются и сравниваются с заданнымй. Заданные уровни сравнения определяются экспериментально для каждого тира подшипника. По результату срав64 нения принимается решение о состоянии подшипника.

Таким образом, устройство позволяет повысить точность и быстродействие процесса диагностики, расширить диапазон скоростей и нагрузок подшипника при диагностике.

Формула из обре те ния

Устройство диагностики состояния подшипников, содержащее электрически последовательно соединенные генератор переменного напряжения, бесконтактнйй токосъемник, индуктивность, к которой подключен предусилнтель> о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия диагностики, а также расширения диапазона скоростей и нагрузок подшипников при диагностике, оно

t снабжено конденсатором, соединенным параллельно с индуктивностью для обеспечения резонанса на частоте генератора, последовательно соединенными множительным устройством, первый вход которого подсоединен к выходу предусилителя, полосовым усилителем, детектором огибающей и измерительным устройством, а также дифференциальным усилителем, к первому входу которого через амплитудный детектор подсоединен второй выход генератора переменного напряжения, ко второму через низкочастотный фильтр — выход детектора огибающей, а к выходу вторые входы множительного и измерительного устройств.

1343264

Составитель В. Пучинский

Редактор С. Патрушева Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Заказ 4801/42 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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