Способ контроля технического состояния редукторов горных машин по вибрационным нагрузкам

 

Изобретение относится к области виброакустической диагностики горных машин и может быть использовано для контроля технического состояния редукторов (Р) очистных и проходческих комбайнов. Цель изобретения - повышение точности контроля технического состояния Р за счет учета их реальной нагруженности. Для этого во время работы горной машины регистрируют вибросигнал в режиме нагружения Р и осуществляют его квантование по времени и по уровню. На каждом I-м интервале выделяют максимальное значение A<SB POS="POST">I</SB> вибросигнала. Задают величину предельного числа циклов нагружения и выделяют максимальное значение амплитуды вибросигнала A<SB POS="POST">MAX</SB> за I-1 временных интервалов, прошедших с начала эксплуатации Р. На каждом I-м временном интервале сравнивают значение A<SB POS="POST">I</SB> с выделенным A<SB POS="POST">MAX</SB>. По результатам сравнения определяют число N<SB POS="POST">эI</SB> циклов нагружения на I-м временном интервале и величину ΣN<SB POS="POST">эI</SB> суммарного числа циклов нагружения по выведенным математическим зависимостям. При этом на каждом I-м временном интервале сравнивают величину ΣN<SB POS="POST">эI</SB> суммарного числа циклов нагружения с величиной N<SB POS="POST">O</SB> предельного числа циклов нагружения и по результатам сравнения оценивают техническое состояние редуктора. При превышении величиной ΣN<SB POS="POST">эI</SB> величины N<SB POS="POST">O</SB> включают аварийный сигнал выработки редуктора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 1481 01

А1 (50 4 G О1 H 1/00, Е 2! С 35/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

П ГКНТ СССР

РИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ., .-, К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4304225/23-03 (22) 02.09.87 (46) 23.05.89. Бюл. У 19 (71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин"Автоматгормаш" (72) В.А. Резников, А.А. Альшан, М.И. Белинский и Л.П. Хорунжая (53) 622.232(088.8) (56) Патент Франции - 211 0120, кл. G 01 Н 1/ОО, опублик. 1972.

Авторское свидетельство СССР

В 920393, кл. G 01 Н 1/00, 1982. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ РЕДУКТОРОВ ГОРНЫХ МАШИН

ПО ВИБРАЦИОННЫМ НАГРУЗКАМ (57) Изобретение относится к области виброакустической диагностики горных машин и м.б. использовано для контроля технического состояния редукторов (P) очистных и проходческих комбайнов . Цель изобретения — повышение точности контроля технического состояния Р за счет учета их реальной нагруженности. Для этого во время работы горной машины регистрируют вибросигнал в режиме нагружения P u

Изобретение относится к области виброакустической диагностики горных машин и может быть использовано для контроля технического состояния редукторов очистных и проходческих комбайнов.

Целью изобретения является повы шение точности контроля техническоосуществляют его квантование по времени и по уровню. На каждом -м временном интервале вьщеляют максимальное значение А; вибросигнала. Задают величину предельного числа циклов нагружения и вьщеляют максимальное значение амплитуды вибросигнала А„,„„ за i-I временных интервалов, прошедших с начала эксплуатации P. На каждом i-м временном интервале сравнивают значение А; с выцеленным А

По результатам сравнения определяют число N . циклов нагружения íà i-м

3i временном интервале и величину и

g N . суммарного числа циклов нагру3i жения по выведенным математическим зависимостям. При этом на каждом 1-м временном интервале сравнивают величину 2 N . суммарного числа цик31 лов .нагружения с величиной N npeе дельного числа циклов нагружения и по результатам сравнения оценивают техническое состояние редуктора.При

h превышении величиной XN . велит Э! чины N включают аварийный сигнал выработки редуктора. 2 ил.

2 го состояния редукторов горных машин за счет учета реальной нагруженности.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу способа.

Сущность способа заключается,в следующем.

При работе горной машины регист" рируют вибросигнал в режиме нагруже1481601 ния редуктора, выделяют на каждом

i-м интервале A максимальное значе1 ние амплитуды вибросигнала, задают величину N предельного числа циклон нагружения, выделяют максимальное

S зйачение А„„„амплитуды вибросигнала за i — 1 временных интервалов, прошедших с начала эксплуатации редуктора, на каждом 1 — м временном интервале lð сравнивают значение А с выделенным

А„„, и, если А; A кс, то определяют число N э, циклов нагружения на i-м временном интервале и величину

44

Х N суммарного числа циклон нагру- 5

1 31 жения по следующим зависимостям:

N Ä = К(А,/А „„) ;

1-4 э з4 - э4

1 а если A.: А„„„то N; и, Н э, оп-! ределяют по следующим зависимостям:

N ; K(A„àêñ/A; )

41

6 — 14! э4 + (Амакс/А4 ) с :

1 где Х = 3600 f t = const, i— 1,...,,n, f — частота циклов нагружения, — длительность временного интервала, при этом на каждом i-м временном инп тервале сравнивают величину

1 с величиной N и по результатам сравнения оценивают техническое состоя- 15 ние редуктора.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит вибродатчик 1, пороговый блок 2, первый прямой ключ

3, блок 4 квантования по уровню, блок 1О

5 квантования по времени, блок 6 выде-. ления максимального значения, обратный ключ 7, первый сумматор 8, первый блок 9 памяти, первый блок 10 сброса памяти в нулевое состояние, второй обратный ключ ll, сигнум-реле

12, блок 13 задержки на время первый блок l 4 задержки на в ремя 7, третий прямой ключ 15, первый блок 16 деления, четвертый прямой ключ 17, 50 второй блок 18 деления, второй блок

19 задержки на время 14, функциональный преобразователь 20, усилитель

21, второй сумматор 22, второй блок

23 сброса памяти в нулевое состояние, второй блок 24 памяти, пятый 25, шестой 26 и седьмой 27 прямые ключи, блок 28 умножения, первый индикатор

29, третий сумматор 30, блок 31 задания N второй пороговый блок 32.

Устройство работает следующим образом.

Рассматривают в качестве примера фрагмент вибросигнала, полученный при К = M включении горной машины в работу, проквантованный но времени и уровню, где Т = t„ + t „ — длительность временного интервала квантования; t 4А и t „— длительности сооТ ветственно импульса и паузы элементов 5 (фиг. 1); Т вЂ” длительность

К-ro включения горной машины в работу.

Учитывая, что f = f = const

Т = const, для рассматриваемого фрагмента имеют

Н1 = К(0/A,)

Н K(A /А ) + Н,(А /А )

Nз,K(A,/A3) + N (A,/Aý) ;

N4 = К(Аз/A4) + Nэ(Аз/A4)

Нэ = К(А /А4) + N4 >

Н 6 = К(А6/А4) + Ng где К = 3600 f Т = const. Отсюда следует, что эквивалентное число циклов нагружения, накапливаемое на каждом i-м временном интервале, равно

К(А1/Ама44с) l A; 4 А а с

К(Ама4с/ 4) э A1) макс i где А „— максимальное значение вибросигнала за (i-l ).-х временных интервалов, а суммарное число циклов нагружения, накопленных за 1 BppMeнных интервалов, равно

4" 4

NÄ + gN„;

N3 + (A 44„Ñ/A4) 4

Al A

I-1 !

4!э; А, А и

Хн„=

Если горная машина не работает, то выходной сигнал блока 2 равен нулю, ключ 3 закрыт и измеренный вибросигнал с вибродатчика 1 не поступает на дальнейшую обработку. При включении горной машины в работу сигнал а = 1, ключ 3 открыт и вибросигнал поступает в блоки 4 и 6. При в = 1 (импульс на выходе блока 5) происходит квантование вибросигнала

5 1481 по уровню (блок 4) и вьделение его максимальног(! значения на данном временном интервале квантования А; (блок 6) . Но поскольку при этом ключ

7 закрыт, то полученный сигнал А не

1 поступает на дальнейшую обработку. . При н = 0 (пауза на выходе блока

5) ключ 7 открывается и полученный сигнал А; сравнивается на сумматоре !0

8 .с максимальным значением вибросигнала А„„,полученным на всех предыдущих временных интервалах и хранящимся в блоке 9 памяти. Если А А „, то сигнал на первом выходе сигнум-реле I 2 (+) и ринимает значение логической "1", открывается ключ

15 и с вьдержкой времени (блок 14) ключ 25, сигналы A u A „ поступают в блок I 6,,выходной сигнал кото- 20 рого (пропорциональный A;/A„„„ ) в функциональном преобразователе 20 и усилителе 21 преобразуется в эквивалентное число циклов нагружения N ; и подается на вход сумматора 22, где 25 суммируется с выходным сигналом блока 24 памяти, пропорциональным сумме эквивалентных чисел циклов нагружения. накопленных на всех предьдущих I 1 временных интервалах N,, В ре1 зультате этого на выходе сумматора 22 имеют сигнал, пропорциональный сумме эквивалентных чисел нагружения, на-. копленных на всех i интервалах.При приходе следующего импульса с блока

5 открывается ключ 26 и происходит смена информации в блоке 24 памяти, выходной сигнал которой сравнивается на сумматоре 30 с выходньм сигналом 4О блока 31, пропорциональным предельному числу циклов нагружения N . Полученный при этом сигнал разности индицируется на индикаторе 29 в виде остаточного ресурса и по нему производят оценку изменения технического с1остояния редуктора. Кроме того, если этот же сигнал разности станет равным или меньшим нуля, то сработает пороговый блок 32 и загорится аварийный индикатор 33, сигнализирующий о выработке редуктором ресурса.

Если при в = 0 А; А„„, то сигнал на втором выходе сигнум-реле 12 (-) принимает значение логической

"!", открываются ключ 17 и с вьдержкой времени ключ 11 (блок 13) и ключ

27 (блок 1 9). Происходит смена информации в блоке 9 памяти. Сигналы А °

601 6 и А„„., поступают в блок 18 деления, выходной сигнал которого (пропорциональный А„,/А;) н функциональном преобразователе 20 и усилителе 21 преобразуется н эквивалентное число циклон нагружения.и подается на вход сумматора 22, где суммируется с выходным сигналом блока 28 умножения, пропорциональным скорректированному числу циклов нагружения, накопленных на всех предьдущих временных интерва1-1 лах N .. Далее работа устройства

1 3i аналогична описанной. Все описанные процедуры повторяются на каждом -м временном интервале квантования, Блоки 0 и 23 служат для сброса блоков 9 и 24 памяти в нулевое состояние при вводе н эксплуатацию новой горной машины или замене редуктора.

Блоки 13, 14 и 19 служат для разделения но времени операций сравнения, деления, преобразования и записи в память.

Следовательно, в процессе работы горной машины способ и реализующее его устройство обеспечивают контроль технического состояния редуктора с учетом реальной в данных условиях вибронагруженности, что достигается путем самообучения в определении максимального значения нибрасигнала, со,,отнетстнующего реальному максималь,ному моменту нагрузки. Это обусловливает повышение точности контроля технического состояния редукторов горных машин, что предопределяет со кращение длительности простоев, нызванных отказами н рабочие смены, и, как следствие, увеличение эксплуатационной производительности горных . машин. Кроме того, исключается этап эталонных испытаний редуктора с цеIлью определения А

Ф о р м у л а и.з о б р е т е н и я

Способ контроля технического состояния редукторов горных машин по вибрационным нагрузкам, заключающийся н регистрации вибросигнала в режиме нагружения редуктора, квантовании его по времени и уровню, вьщелении на каждом i-м временном интервале максимального А, значения амплитуды вибросигнала, определении числа N >,. циклов нагружения на i-м временном интервале

1I и величины g N, суммарного числа

Э!

1 481 601 циклов нагружения за все временные интервалы, прошедшие с начала эксплуатации редуктора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ— ности за счет учета реальной нагруженности редуктора, задают величину

Nо предельного числа циклов нагружения, вьделяют максимальное A„„,значение амплитуды вибросигнала за 1ð

i-1 временных интервалов, прошедших с начала эксплуатации редуктора, на каждом i-м временном интервале сравнивают значение А; с вьделенным и если A . A, то определя— макс макс ют число N циклов нагружения на 1-м э f а временном интервале и величину X. N з суммарного числа циклов наг ружения по следующим зависимостям: 20 (A;/A „à,ê„ñ,) >

Vl и - э 1э э

1 I если А; Амакс To N . H gN

1 определяют из следующих зависимостей

М„. = К(А„,„,/А,), h 1-1 (. Х N3; = N9 +(Амакс A; )

1 где К = 3600 ft = const; i= 1,...,n;

f — частота циклов нагружения, Гц; — длительность временного интервала, ч, при этом на каждом i-м временном инI тервале сравнивают величину .Е И э

31 суммарного числа циклов нагружения с величиной N предельного числа о циклов нагружения и по результатам сравнения оценивают техническое состояние редуктора .

1481 601

Составитель Л. Лукашанец

Техред Л. Сердюкова Корректор H. Муска

Редактор Н. Бобкова

Заказ 2676/42 Тираж 5)2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!