Способ прогнозирования остаточного ресурса работы подшипников электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для определения скорости износа подшипников и прогнозирования ресурса их работы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Корпус электродвигателя облучают световым лучом. Измеряют спектральную плотность мощности флуктуаций дисперсии интенсивности отраженного луча. Дисперсию интенсивности отраженного луча измеряют в полосе частот 10 - 20 Гц с центральной частотой, равной чатоте вращения ротора двигателя. Спектральную плотность мощности флуктуаций дисперсии интенсивности отраженного луча измеряют на частотах F 1=1 Гц и F 2=10Гц. В качестве информативного параметра используют величину *98N=LN S 1/S 11, где S 1 и S 10 - спектральная плотность мощности на частотах 1 и 10 Гц соответственно. В ходе ресурсных испытаний ограниченной выборки двигателей устанавливают зависимость *98N от доли израсходованного ресурса. В процессе эксплуатации измеряют величины S 1 и S 10, расчитывают *98N и по эталонной зависимости определяют остаточный ресурс двигателя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я „„1582047 А1 (я)ю G 01 М 13/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР у)-...)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4610873/25-27 (22) 28.11.88 (46) 30.07.90. Бюл, М 28 (72) В.В.Воинов, И,С.Ледовской и А,Ф,Касабуцкий (53) 658.562.012.7 (088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1260740, кл. G 01 М 13/04, 1983. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА РАБОТЫ ПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относитея к электротехнической промышленности и может быть использовано для определения скорости износа подшипников и прогнозирования ресурса их работы, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей.

Корпус электродвигателя облучают световым лучом, Измеряют спектральную плотИзобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для определения скорости износа подшипников и прогнозирования ресурса их работы.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 изображена схема оборудованив для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 — зависимость доли остаточного ресурса от информационного параметра.

Способ осуществляют следующим образом.

Облучают корпус 1 электродвигателя световым лучом от источника 2 света. Интенсивность отраженного луча зависит от коэффициента отражения поверхности корпуса, Если он мал, то на корпус электродвиность мощности флуктуаций дисперсии интенсивности отраженного луча. Дисперсию интенсивности отраженного луча измеряют в полосе частот 10 — 20 Гц с центральной частотой, равной частоте вращения ротора двигателя. Спектральную плотность мощности флуктуаций дисперсии интенсивности отраженного луча измеряют на частотах 11=

=1 Гц и f2 = 10 Гц. В качестве информативного параметра используют величину д =

ln $1/Зю, где S> и Sio — спектральная плотность мощности на частотах 1 и 10 Гц соответственно, В ходе ресурсных испытаний ограниченной выборки двигателей устанавливают зависимость g от доли израсходованного ресурса. В процессе эксплуатации измеряют величины S> и $1о, рассчитывают а д и по эталонной зависимости определяют остаточный ресурс двигателя. 2 ил. гателя в месте падения луча наклеивается фольга, Отраженный от электродвигателя луч падает на фотоприемник 3, который преобразует свет в электрический сигнал. При включенном электродвигателе, в результате вибраций корпуса, интенсивность отраженного луча также флуктуирует. Флуктуации тока усиливаются полосовым усилителем 4, а затем регулируемым усилителем 5. Регулировка усиления усилителя 5 обеспечивает нормальную работу квадратичного детектора 6. После детектирования сигнал интегрируется в течение 1 с.. При таком времени интегрирования регистрируемая дисперсия флуктуаций интенсивности луча изменяется.

С интегратора 7 сигнал поступает на узкополосные фильтры 8 и 9,.настроенные соответственно на частоту 1 и 10 Гц. Спект1582047 ральная плотность мощности сигнала измеряется квадратичным вольтметром 10, подключенным поочередно к каждому из фильтров. После измерения по формуле определяется величина информационного параметра у .

Сущность способа основана на том, что регистрация дисперсии флуктуаций интенсивности отраженного луча обеспечивает одновременную регистрацию как стационарных, так и нестационарных вибраций корпуса электродвигателя, Стационарные вибрации корпуса обусловлены двумя основными причинами. Первая — влияние электродинамических сил, создаваемых переменными магнитными полями. Частота этих вибраций близка к удвоенной частоте тока питания. Вторая причина — неуравновешенность вращающейся части. Последняя и обусловлена либо конструктивными недостатками, либо дефектами подшипников. Нестационарная составляющая вибрации проявляется в изменении характеристик вибраций, например величин смещений, виброскорости, виброускорения.

Она регистрируется как изменение во времени дисперсии интенсивности отраженного светового луча в регистрируемой полосе частот. В общем случае это совпадает с математическим определением случайного нестационарного процесса. Причиной нестационарности процесса вибраций является износ подшипников, а скорость износа onределяет параметры этого процесса.

Экспериментально установлено, что наличие нестационарности приводит к флуктуациям дисперсии флуктуаций интенсивности отраженного луча, спектральная плотность мощности которых описывается выражением

S(f) - A/f У (1) где S(f) — спектральная плотность мощности на частоте f;

А, у — постоянные величины, причем у ь 2.

Нестационарность процесса вибраций в первую очередь сказывается на величине показателя y . При возрастании скорости износа подшипников показатель у спектра дисперсии увеличивается в пределах 0.1 -2, Такой широкий диапазон изменения показателя у позволяет построить зависимость остаточного ресурса от показателя у .

Для его определения необходимо произвести измерение спектральной плотности мощности по крайней Мере на двух опорных частотах. В качестве таких частот выбраны f1 = 1 Гц; fy = 10 Гц, Выбранные частоты, во-первых, обеспечивают доста5 точно высокую оперативность способа, вовторых, перекрывают полосу случайных флуктуаций частоты ротора.

Спектральные плотности мощности на каждой из опорных частот равны:

10 () 1

S(f2) = A/f g у (2)

Из соотношений (2) следует

S (f1) /S (12)= (12/11) у

На основании (3) получаем (3) (4) InSo

Inn10

В силу соотношения (5) в качестве информационного параметра используется величина

r = y In 10= ln Sq/51о. (6)

Применение предлагаемого способа позволяет установить наличие дефектов в подшипниках электродвигателя и прогнозировать их развитие. Это обеспечивает возможность своевременного ремонта двигателей и безаварийность их работы.

Предотвращение аварий обеспечивает значительную экономию материальных средств.

Формула изобретения

Способ прогнозирования остаточного

40 ресурса работы подшипников электродвигателя, заключающийся в том, что облучают двигатель световым лучом, измеряют спектральную плотность мощности сигнала и определяют величину остаточного ресурса по

45 величине информативного параметра и эталонной зависимости, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, измеряют спектральную плотность мощности флуктуаций дисперсии интенсивности отраженного луча на частотах 1 и 10 Гц, а в качестве информативного параметра используют величину

g = In (S1/31о), где S> — спектральная плотность мощности на частоте fi = 1 Гц; SIo— спектральная плотность мощности на частоте 1г =10 Гц.

Учитывая, что 12 = 0 Гц, f1 = 1 Гц, получаем

i58204, 10

0,8

Об

О,Ф

02

4O SO

Составитель Е.Пучинский

Редактор Т.Парфенова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. Король

Заказ 2082 Тираж 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101