Устройство для диагностики машин

 

Изобретение относится к технике испытаний и измерений качества машин и является усовершенствованием устройства. Цель изобретения - расширение информативности путем определения и отображения численного значения прогнозируемого ресурса машины и его доверительных границ. Устройство снабжено блоком аппроксимации функции надежности, включенным между (п + 1)-м выходом блока 7 аппроксимации законов распределения вероятностей диагностических признаков и дополнительным входом блока 10 индикации. Программирование вида аппроксимируемой функции надежности и ввод ее параметров осуществляются через управляющий вход блока 11 с программирующего выхода тракта 3 управления . В случае экспоненциального распределения наработки машин до отказа блок 11 выполняют в виде логарифмического блока. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 M 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1359692 (22) 4616479/28 (22) 05,12.88 (46) 07.05.91. Бюл. N. 17 (72) B.Н. Костюков (53) 620,178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1359692, кл. G 01 M 7/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

МАШИН (57) Изобретение относится к технике испытаний и измерений качества машин и является усовершенствованием устройства.

Цель изобретения — расширение информативности путем определения и отображения

Изобретение относится к технике испытаний и измерения качеств машин и является усовершенствованием известного устройства по авт, св. СССР М 1359692.

Целью дополнительного изобретения является расширение информативности путем определения и отображения численного значения прогноэируемого ресурса и его доверительных границ.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), согласующий блок 2 (СБ), тракт 3 управления (ТУ) и тракт 4 распознавания (TP), в котором последовательно соединены блок 5 фильтров (БФ), блок 6 измерительных преобразователей (БИП), блок 7 аппроксимации законов распределения вероятностей диагностиических признаков (БАЗР), блок 8 усреднения

„„Я „„ 1647323 А численного значения прогнозируемого ресурса машины и его доверительных границ.

Устройство снабжено блоком аппроксимации функции надежности, включенным между (и+ 1)-м выходом блока 7 аппроксимации законов распределения вероятностей диагностических признаков и дополнительным входом блока 10 индикации. Программирование вида аппроксимируемой функции надежности и ввод ее параметров осуществляются через управляющий вход блока 11 с программирующего выхода тракта 3 управления. В случае экспоненциального распределения наработки машин до отказа блок 11 выполняют в виде логарифмического блока.

1 з и ф лы, 1 ил. (БУС), мажоритарный блок 9 (МБ), блок 10 индикации (БИ) и блок 11 аппроксимации функции надежности (БАФМ).

Выходы ТУ 3 управления подключены к управляющим входам блоков 5,7,8,10 и входу БАФН 11..Блоки 5 — 10 выполнены многоканальными, число каналов в которых определяется числом используемых диагностических признаков (диагнозируемых погрешностей). БАФН 11 может быть выполнен как с одним, так и с большим числом выходов. Например, для оценивания среднего значения прогнозируемого ресурса его нижней и верхней доворительных границ

БАФН 11 должен содержать три выхода.

Устройство работает следующим образом, Вибрации и другие косвенные диагностические признаки работающей машины (давление, подача, температура и т.п.) пре1647323 образуются БД 1 в электрические сигналы, которые проходят предварительную фильтрацию и усиление в СБ 2, поступает в ТУ 3, который синхронизирует работу устройства с рабочим циклом машины, и в ТР4. БФ 5 под управлением синхросигналов ТУ 3 выделяет и информативных диагностических признаков (зубцовые, оборотные гармоники, подшипниковые частоты и т.п.), энергетические характеристики которых измеряются в БИП

6 (амплитуда, действующее или абсолютное значение и т.п.). Далее сигналы с БИП 6 поступают на многоканальный БАЗР 7, который ставит в соответствие значение каждого диагностического признака на входе значению его функции распределения на выходе, в результате чего все признаки на выходе БАЗР 7 меняют одинаковый закон распределения и изменяются в диапазоне от 0 до 1. Далее сигналы поступают на БУС

8, который вычисляет обобщенную погрешность. Для выравнивания распределения обобщенной погрешности выходной сигнал

БУС 8 пропускается через (n + 1)-й канал

БАЗР 7, на выходе которого каждому значению обобщенной погрешности соответствуе значение ее функции распределения Pv, которое используется как обобщенный показатель качества машин. Кроме того, выходные сигналы с и первых выходов БАЗР 7 поступают на вход M Б 9, на выходе которого содержится информация о величине и номере максимальной из диагностируемых погрешностей V ма с, которая определяет в основном качество машины.

Выходные сигналы с БАЭР 7 и МБ 9 поступают для отображения на БИ 10. Туда же поступает выходной сигнал БАФН 11, который осуществляет преобразование выходного сигнала (n + 1)-ro канала БАЗР 7, равного значению функции распределения обобщенной погрешности Ру диагностируемой машины, которое в соответствии с регрессией (2} равно вероятности безотказной работы Рт в сигнал, пропорциональный прогнозируемому ресурсу Тл.

ТУ 3 организует работу БИ 10 в зависимости от того, на какой Стадии технологического процесса производится диагностика (выход 3 — 3). После сборки производится обкатка машины и диагностируется наличие максимальных погрешностей, селекция которых осуществляется МБ 9, который отображает на БИ 10 номер и величину максимальной погрешности Vl макс. Если величина

Vi макс, т.е. погрешность близка к предельной, то машина отправляется на доработку для уменьшения этой погрешности. После обкатки проводятся приемо-сдаточные испытания. на которых определяется обобщенная оценка качества машины Pv и прогнозируемый ресурс Тп. ТУ 3 дает команду

БИ 10 на индйкацию обобщенного показателя качества Ру и прогнозируемого ресурса

5 Тп, по которым производится разделение выпускаемых машин на категории качества по прогнозируемому ресурсу, Конкретный вид зависимости, аппроксимируемой БАФН 11, зависит от типа ди10 агностируемого механизма. Так, например, для шестеренных насосов прогнозируемый ресурс Тп определяется зависимостью

T,=Î вЂ” г!и Р, То есть блок аппроксимации функции

15 надежности должен аппроксимировать логарифмическую зависимость.

Параметры распределений О, хи др. определяются экспериментально по результатам эксплуатации или испытаний.

20 В качестве функции надежности могут использоваться и другие экспериментально полученные аппроксимации.

Для работы устройства его необходимо сначала обучить. Для этого устройство пере25 водится в режим обучения по сигналам с выходов ТУ 3. а обучение осуществляется в два этапа.

На первом этапе набирают статистику по частным и обобщенному диагностиче30 ским признакам, построению и запоминанию в БАЗР 7 вариационных рядов этих признаков, на основе которых определяют частные Vi и обобщенный Pv показатели качества машины, полагая весовые коэффици35 1 енты Pi = — равными между собой и осущеи ствляют проверку качества обучения путем набора статистики о наработке на отказ машин с различными обобщенными показате40 лями качества Pv, близкими к 0 и 1.

На втором этапе оптимизируют значение весовых коэффициентов Pi по максимуму коэффициента ранговой корреляции

Спирмена между обобщенной погрешно45 стью и наработкой машин до отказа, определяют числовые коэффициенты Ои r функции надежности и вводят в БАФН 11 по команде с программирующего выхода 3-5

ТУЗ, 50 При выполнении БАФН 11 программируемым по командам с программирующего выхода 3-5 ТУ 3 программируется вид аппроксимирующей зависимости и вводятся соответствующие коэффициенты, а также

55 отображается прогноз среднего ресурса. его верхней или (и) нижней границы.

Для упрощения реализации БАФН в том случае, когда вид функции надежности работы известен и необходимо определить

1647323

Составитель О.Несова

Редактор Г.Наджарян Техред М.Моргентал Корректор M.Шароши

Заказ 1646 Тираж 361 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, yn,Гагарина, 101 только параметры, целесообразно задать ему жесткую структуру в виде логарифмического блока, реализующего указанную выше зависимость, а по командам с выхода

3-5 ТУ 3 вводить соответствующие коэффициенты уравнений.

Формула изобретения

1. Устройство для диагностики машин по авт. св. СССР % 1359692, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения информативности путем определения и отображения численного значения прогноэируемого ресурса машины и его доверительных границ, оно снабжено блоком аппроксимации функции надежности, вход блока аппроксимации функции надежности соединен с выходом (N + 1)-го канала блока аппроксимации законов распределения вероятностей диагностических признаков, вы.ход блока аппроксимации функции надежности подключен к дополнительному выходу блока индикации, а управляющий вход соединен с программирующим выходом тракта управления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е5 с я тем, что блок аппроксимации функции надежности выполнен в виде логарифмического блока, реализующего зависимость

Тп=0 — г1п Р, где T — выходной сигнал блока, численно

10 равный прогнозируемому ресурсу машины;

Py — входной сигнал блока, численно равный вероятности безотказной работы машины на интервале Тл, полученный при ее диагностировании как значение функции

15 распределения ее обобщенной погрешности;

0, t — параметры функции надежности диагностируемых машин в виде P (t) - ехр

: (— — (t — 0)), определяемые экспериментально.