Устройство для виброакустического контроля износа колес редукторных механизмов

 

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для контроля состояния узлов машин и механизмов, содержащих зубчатые колеса. Целью изобретения является повышение достоверности контроля износа зубчатых колес путем подавления аддитивных помех с последующими выделением и анализом отдельных полос кепстра мощности. Устройство снабжено блоком 4 когерентного усреднения , третьим интегратором 19, вычитателем 5, вторым умножителем 18, вторым блоком 20 масштабирования. Сигнал, представляющий собой спектральную плотность мощности процесса, усредняется в блоке 4, интегрируется в блоке 19 и поступает на один из входов умножителя 18, на д{)утой вход которого поступает сигнал с блока 20 масштабирования. На выходе умножителя 18 формируется сигнал, определяющий долю аддитивных шумовых составляющих . Сигналы с выходов блоков 4 и 18 поступают на вычитатель 5. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 G 01 М 15/02

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3973704/24-28 (22) 11.1).85 (46) 29.02.88. Бюл. В 8 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) К.А.Шестериков, Д.А.Гречинский, В.Г.Рыгалин и В.М.Арефьев (53) 620.178.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1226114, кл. G 01 М 15/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИЗНОСА КОЛЕС РЕДУКТОРНЫХ МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для контроля состояния узлов машин и механизмов, содержащих зубчатые колеса. Целью изобретения является повышение достоверности

ÄÄSUÄÄ 1377652 А1 контроля износа зубчатых колес путем подавления аддитивных помех с последующими выделением и анализом отдельных полос кепстра мощности. Устройство снабжено блоком 4 когерентного усреднения, третьим интегратором )9, вычитателем 5, вторым умножителем

18, вторым блоком 20 масштабирования.

Сигнал, представляющий собой спектральную плотность мощности процесса, усредняется в блоке 4, интегрируется в блоке 19 и поступает на один из входов умножителя 18, на д утой вход которого поступает сигнал с блока 20 масштабирования. На выходе умножителя 18 формируется сигнал, определяющий долю аддитивных шумовых составляющих. Сигналы с выходов блоков 4 и 18 поступают на вычитатель 5. 1 нл.

1377652

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для контроля состояния узлов машин и механизмов, содержащих зубчатые колеса.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля износа зубчатых колес за счет предварительного подавления аддитивных помех с последующим выделением и анализом отдельных полос кепстра мощности виброакустического сигнала.

На чертеже приведена структурная схема устройства. 15.

Устройство состоит из последовательно соединенных измерительного преобразователя 1, усилителя 2, первого анализатора 3 спектра, блока 4 когереитного усреднения, вычитателя 2О

5, блока 6 логарифмирования, второго анализатора 7 спектра, первого интегратора 8. Измерительный преобразователь l установлен на объекте 9 контроля, к валу которого подключен тахо- 25 метр 10. Выход тахометра 10 соединен с первым входом первого умножителя второй вход которого подключен к выходу первого блока 12 масштабирования, а выход соединен с входом пре- 30 образователя 13 частота - время. Выход преобразователя 13 соединен с первым входом селектора 14 сигналов, второй вход которого подключен к выходу второго анализатора 7 спектра, а выход через второй интегратор 15 соединен с первым входом делителя !6, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора 8, а выход подключен к входу регистра 17. Выход 4р второго анализатора 7 соединен с вторым входоМ селектора 14 сигналов.

Второй вход вычитателя 5 соединен с выходом второго умножителя 18, первый вход которого соединен с выходом третьего интегратора 19, а второй вход — с выходом второго блока 20 масштабирования. Вход интегратора 19 соединен с выходом блока 4 когерентного усреднения.

Устройство работает следующим образом.

Виброакустнческий сигнал с объекта 9 контроля воспринимается измерительным .преобразователем 1, усиливается усилителем 2 и поступает на вход первого анализатора 3 спектра. Сигнал с выхода анализатора 3, представляющий собой спектральную плотность мощности процесса, поступает на вход блока 4 когерентного усреднения, который.выполнен в виде последовательно соединенных усилителей с коэффициентом ослабления, обратно пропорциональным числу усредняемых выборок сигнала, и сумматора. Усредненный в этом блоке сигнал интегрируется третьнм интегратором 19 и поступает на один из входов второго умножителя 18, на другой вход которого, поступает сигнал с выхода второго блока 20.масшта" бирования. Сигнал с выхода второго умножителя 18, представляющий собой долю общей мощности спектра, приходящегося на шумовые аддитивные составляющие, поступает на второй вход вычитателя 5. На первый вход вычитателя 5 поступает сигнал с выхода блока

4 когерентного усреднения, представляющий собой состоятельную оценку спектральной плотности мощности.

На выходе вычитателя 5 образуется разностный сигнал спектральной плотности мощности, частично отфильтрованный от шумовых аддитивных составляющих. Этот сигнал постуйает на вход блока 6 логарифмирования, где.происходит амплитудное сжатие сигнала в логарифмическом масштабе; а также преобразование мультипликативных составляющих в аддитивные. Этот сигнал поступает на вход второго анализатора 7 спектра.

С выхода анализатора 7 спектра сигнал, представляющий собой кепстр мощности процесса, поступает на вход первого интегратора 8 и на один из входов полосового селектора 14 сигналов. На другой вход полосового се" лектора 14 сигналов поступает сигнал, определяющий центральное значение полосы селекции. Этот сигнал формируется следующим образом. С вала объекта 9 контроля тахометром IO снимается сигнал, соответствующий оборотной частоте. Этот сигнал поступает на один из входов первого умножителя Il.

На другой вход первого умножителя II поступает сигнал с выхода первого блока 12 масштабирования. Сигнал с выхода первого умножителя ll представляет собой значение оборотной частоты, умноженное на масштабный коэффициент, выбираемый в зависимости от требуемой полосы селекции кепстра мощности. Сигнал с выхода первого умножителя 11 поступает на

1377652

Формула изобретения

Составитель А.йароватов

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор Л.Повхан

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 861/36

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вход преобразователя 13 частота— время. С выхода преобразователя 13 сигнал, представляющий собой центральное значение полосы селекции, поступает на вход полосового селектора 14 сигналов, сигнал с выхода которого поступает на вход второго интегратора 15. С выходов интеграторов 8 и 15 сигналы поступают на вхо- 10 ды делителя 16. Сигнал с выхода делителя 16 представляет собой нормированное интегральное значение участ. ка кепстра мощности. Сигнал с выхода делителя 16 поступает на регистра- 15 тор 17.

Износ контролируемых зубчатых пар вызывает локальное увеличение амплитуд кепстра мощности, расположенных в полосе селекции, однако мощность 20 кепстра в целом также растет. Применение когерентного усреднения с частичной отстройкой от шумовых составляющих спектра приводит к тому, что общая мощность растет медленнее, а в 25 некоторых случаях она даже снижается, в то время как мощность кепстра в полосе селекции после отстройки от аддитивных составляющих несколько возрастает. 30

Устройство для виброакустического контроля износа колес редукторных ме- 35 ханизмов, содержащее последовательно соединенные измерительный преобразователь, усилитель и первый анализатор спектра, блок логарифмирования, 1 второй анализатор спектра, первый и второй интеграторы, делитель, входы которого подключены к выходам интеграторов, регистратор, соединенный с выходом делителя, тахометр, подклю чаемый к валу объекта контроля, первый умножитель, первый вход которого подключен к выходу тахометра, а второй вход — к выходу первого блока масштабирования, преобразователь частота .- время, вход которого подклю.чен к выходу первого умножителя, а выход — к первому входу селектора сигналов, второй вход которого подключен к выходу второго анализатора спектра, а выход подключен к второму интегратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено блоком когерентного усреднения, входом подключенным к выходу первого анализатора спектра, третьим интегратором, вход которого соединен с выходом блока когерентного усреднения вычитателем, первый вход которого подключен к выходу блока когерентного усреднения, вторым умножителем, первый вход которого соединен с выходом третьего интегратора, а выход — с вторым входом вычитателя, выход которого подключен к входу блока логарифмирования, и вторым блоком масштабирования, подключенным к второму входу второго умножителя.