Способ вибрационной диагностики механизмов

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностики элементов машин и оборудования, в частности подшипников качения. Цель изобретения - расширение области использования и определения местоположения дефекта. Способ основан на анализе когерентности вибрации в двух точках механизма путем измерения пространственного коэффициента когерентности вибрации в ближней зоне источника в нескольких парах точек. Точки разнесены между собой в одной паре менее чем на 10% от длины волны вибрации и отстоят от источника вынуждающих сил на расстоянии, сравнимом с длиной волны. Малые расстояния между точками измерения в одной паре точек позволяет обнаруживать дефекты в узлах малых габаритов, а сравнение результатов измерения в разных парах точек позволяет определить место дефекта в крупногабаритных механизмах и узлах. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4341989/31-27 (22) 14.12 ° 87 (46) 23.10.89. Бюл. Р 39 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.В.Барков, II.À.Áàðêîâà, Л.И.Волкова, С.М.Коверзнев и C.Н.Ро;гов (53) 621.822.9(088.8) (56) Валицкий Ф.Я. и др. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов. — М.: Наука, 1984,с. 108. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ

МЕ ХАНИ31.10В (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностики элементов машин и оборудования, в частности .подшипников качения. Цель изобретения — расИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностики элементов машин и оборудования, в частности подшипников качения.

Целью изобретения является расширение области использования способа вибрационной диагностики, в том числе за счет его распространения на малогабаритные узлы механизмов и определения местоположения дефекта.

На фиг. 1а,б.в приведены графи" ки, поясняющие предлагаемый способ; на фиг. 2 — схема для реализации способа. (50 4 G 01 N 13/04 F 04 В 51/00

2 ширение области использования и определения местоположения дефекта.

Способ основан на анализе когерентности вибрации в двух точках механизма путем измерения пространственного коэффициента когерентности вибрации в ближней зоне источника в нескольких парах точек. Точки разнесены между собой в одной паре менее чем на 10Х от длины врлны вибрации и отстоят от источника вынуждающих сил на расстоянии, сравнимом с длиной волны. Малые расстояния между точками измерения в одной паре точек позволяют обнаруживать дефекты в узлах малых габаритов, а сравнение результатов измерения в разных парах точек позволяет определить место дефекта в крупногабаритных механизмах и узлах. 2 ил.

Ieeal

На фиг. 1а (кривая 1) приведена зависимость модуля пространственноIeaeL го коэффициента когерентности высо-, кочастотной третьоктавной вибрации 4 от расстояния Д 1 для бездефектного Об механизма в удаленных от источника 4О вибрации точках, где псевдовибрация практически отсутствует.

Расстояние между точками измерения пространственного коэффициента когерентности выражено в длинах волн ,вибрации 9, со средней частотой выделенных составляющих в материале, из которого выполнен контролируемый, узел механизма. Как видно иэ кривой, на расстояниях Д l О, 1 A коэффициент когерентности вибрации при отсутст1516831 нии псендовибрации практически совпадает с единицей.

На фиг. 1б (криная 2).приведена зависимость модуля пространственногс коэффициента когерентности высокочастотной третьоктавной вибрации механизма, измеряемой непосредственно на узле-источнике вибрации. Как видно из кривой, н измеряемом сигнале присутствует псевдовибрация, так как

R(51 ) c 1 на расстояниях 1 с >/10.

На фиг. 1в приведено сравнение модулей пространственного коэффициента когерентности нибрации подшипниконых узлов для бездефектного (кривая 3) и дефектного (кривая 4) подшипников на малых расстояниях 1(7 . Как видно из кривых, модуль коэффициента когерентности сильно зависит от техI нического состояния подшипника, особенно при h.1 - 0,1 % .

Способ может быть использован и для обнаружения дефектов в различных конструкциях, например дефектов болтовых, сварных и других соединений, трещин и т.п., при которых фаэоные соотношения нибросмещений при распространении волны изменяются скачкообразно. Для решения указанных задач целесообразно возбуждать вибрацию от внешнего источника случайных нибронозмущающих свл. Применение источника гармонических сил, как показывают экспериментальные исследования, не обеспечивает требуемой чувствительности обнаружения и локализации дефектов конструкций.

Не менее важной областью применения способа является обнаружение дефектов н потокосоздаюцих и потокопроводящих системах, в которых наличие интенсивных локальных источников шума в среде изменяет величину нормированной взаимной спектральной плотности вибрации стенок трубопроводов, корпусов и т.п. в ближней зоне источника.

Способ может быть реализован с помощью устройства, приведенного на фиг. 2.

Устройство состоит из двух каналов, включающих в себя последовательно соединенные измерительные нибропреобразователи 1, полосовые фильтры

2 и усилители 3 с устройством 4 автоматической регулировки усиления. !

Выходы усилителей соединены с входами умножителя 5 сигналов, к котоРому последовательно подключен интегратор 6, выход последнего соединен со связанными между собой блока5 ми эталонных сигналов 7 и запоминания 8, а выходы указанных блоков соединены с входами индикатора 9.

Устройство работает следующим образом.

Два измерительных вибропреобраэователя 1 устанавливаются на расстоянии менее g/10. Из преобразованных сигналов полосоными фильтрами 2 выделяются случайные составляющие виб15 рации и однои (например, октавнои полосе частот с достаточно высокой (более 5 кГц) средней частотой.

Выделенные составляющие усиливаются н усилителе 3 до определенного (нормированного) значения, задаваемого схемой 4 автоматической регулировки усиления, а нормированные сигналы перемножаются в умножителе 5 сигналов и усредняются интегратором

Ь. Полученный сигнал сравнивается в блоке 7 эталонных значений сигналов

50 с определенным по множеству измерений бездефектных узлов эталоном, и н том случае, если он оказывается ниже эталона, запоминается в запоминающем устройстве 8 и выводится на индикатор 9. На следующем этапе измерительные преобразователи перестав1 ляются на расстояние более >/10 и измерения повторяются с запоминанием полученного результата. После ок, нчания измерений в блоке пороговых значений производится дополнительное. сравнение полученных результатон между собой и знак разности результатов измерений выводится на индикатор, указывая направление дальнейшего перемещения измерительных нибропреобразонателей.

В результате многократных измерений определяется область подшипника, для которой произведение сигналон минимально. Полученное место определяет координаты дефекта; а величина сигнала на выходе — степень развития дефекта.

Формула изобретения

Способ вибрационной диагностики механизмов, заключаюцийся в том, что одновременно преобразуют вибрацию одной пары контрольных точек в электрические сигналы, выделяют из них

5 15 часть, содержащую составляющие в одинаковой полосе частот, формируют сигнал, пропорциональный их произведению, определяют среднее значение последнего, сравнивают его c эталонными значениями и определяют величину дефекта по результатам сравнения, отличающийся тем, что, с цель@ расширения области использования и определения местоположения дефекта, преобразуют вибрацию в электрические сигналы в нескольких парах контрольных точек, из каждой пары одновременно преобразованных сигналов выделяют часть, содержащую а ойдо)!

1Л оа

Юor

ОгЛ а ЧЛ О л О,ВЛ rал аС

08

О,б о,ч

o,s о

l т(И)/

16831 6 составляющие в одинаковой полосе частот, формируют сигналы, пропорцион альные произв едению вьще лен ных составляющих в каждой паре, определяют их средние значения, сравнивают их между собой и с эталонными значениями для каждой пары точек и по результатам сравнения определяют величину и местоположение дефекта, причем расстояние между точками контроля вибрации выбирают в каждой паре не более 1QX, а между парами не менее 257. длины волны вибрации со средней частотой выделенных составляющих, и чл хл а t

1516831

Составитель В,Пучинский

РедактоР С.ПекаРь ТехРец А,Крав,,ук Корректор А.Обручар.

Заказ 6378/41 Тираж 789 Подписное

РЦИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101