Способ диагностирования механизмов циклического действия

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения технического состояния механизмов циклического действия. Цель изобретения - сокращение времени контроля механизмов, содержащих несколько кинематических пар, за счет диагностирования их за один цикл работы. Вибрации механизма , содержащего несколько кинематических пар, преобразуются в электрический сигнал. Электрический сигнал фильтруется в полосе, включающей частоты взаимодействующих кинематических пар, и выделяется огибающая полученного сигнала. Передние фронты огибающей сигнала принимаются за моменты срабатывания кинематических пар. Фиксируют моменты срабатывания кинематических пар и определяют опережение или запаздывание моментов срабатывания кинематических пар относительно заданного момента срабатывания Диагностируют механизм, сравнивая опережение или запаздывание моментов срабатывания с заданными 2 ил„ (Л

СОКИ СОВЕТСНИХ

СЫ

РЕСПУБЛИК

2 А1

И9) SU (ш (51)5 G 01 Н 11/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4422583/28 (22) 06.05.88 (46) 15.05.91. Бюл. М 1 8 (71) Филиал Всесоюзного научно-иссле довательского и проектно-конструкторского института атомного энергетического машиностроения (72) А.К.Пугачев и Г.Ф.Карпов (53) 620.1 73.58 088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 911166, кл. G 01 Н l /00, 1982 ° (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ ЦИКЛИЧКСКОГО ДКйстВИЯ (57) Изобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано для определения технического состояния механизмов циклического действия. Цель изобретения — сокращение времени контроля механизмов, содержащих несколько кинематических

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения технического состояния иеханизмов циклического действия.

Цель изобретения — сокращение времени контроля механизмов, содержащих несколько кинематических пар путем диагностирования их за один цикл работы.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 -диаграмиы работы устройства.

Устройство, осуществляющее способ, содержит последовательно соедипар, за счет диагностирования их за один цикл работы. Вибрации механизма, содержащего несколько кинематических пар, преобразуются в электрический сигнал. Электрический сигнал фильтруется в полосе, включающей частоты вэлимодействующих кинеиатических пар, и выделяется огибающая полученного сигнала. Передние фронты огибающей сигнала принимаются за моменты срабатывания кинематических пар, Фиксируют моменты срабатывания кинематических пар и определяют опережение или запаздывание моментов срабатывания кинематических пар относительно заданного момента срабатывания. Диагностируют механизм, сравнивая опережение илн запаздывание моментов срабатывания с заданными. 2 ил.

М ( ненные вибропреобразователь 1, усилитель 2, блок 3 выделения огибающей, формирователь 4 коротких импульсов, р первый пороговый элемент 5, счетчик

6, второй пороговый элемент 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, ком° ° .мутатор 10 и регистратор ll, последовательно соединенные третий пороговый элеиент 12, третий элемент И 13, четвертый элемент И 14, элемент

ИЛИ 15, последовательно соединенные И» делитель 16 напряжения, первый блок

17 сравнения и второй блок 18 сравнения, последователъно соединенные датчик 1 9 опорного импульса, блок

20 задания числа циклов, программный

1649302

4 блок 21, пятый элемент И 22, первый инвертор 23, третий блок 24 сравнения, генератор 25 и второй. инвертор

26„ К второму и третьему входам счетчика 6 подключены соответственно выход датчика !9 опорного импульса и выход генератора 25. Второй вход второго порогового элемента. 7 объединен с первым входом третьего блока

24 сравнения и подключен к первому выходу программного блока 21. Второй вход первого элемента И 8 объединен с вторыи входом четвертого элемента

И 14 и подключен к выходу второго инвертора 26. Второй вход второго элемента И 9 подключен к выходу первого инвертора 23, вход которого подключен к выходу третьего элемента И 13. Второй вход коммутатора 20

10 подключен к выходу элемента

ИЛИ 15, второй вход которого подключен к выходу пятого элемента И 22.

Третий вход коммутатора 19 объеди нен с входом делителя 16 напряжения и 25 первым входом программного блока 21 и подключен к выходу счетчика 6.

Четвертый и пятый входы коммутатора 10 подключены соответственно к второму выходу программного блока 21 и к выходу второго блока 18 сравнения, Е1естой вход коммутатора 10 объединен с вторым входом программного блока 21 и подключен к выходу датчика 19 опорного импульса. Первый вход третьего порогового элемента 12, вто35 рой вход третьего элемента И 13, вход второго инвертора 26 и первый вход пятого элемента И 22 объединены и подключены к выходу счетчика б. Вто- 40 рой вход третьего порогового элемента

12, второй вход третьего блока 24 сравнения и второй вход первого блока 17 сравнения объединены и подключены к третьему выходу программного 45 блока 21. Второй вход второго блока

IS сравнения подключен к выходу третьего блока 24 сравнения.

Второй вход пятого элемента И 22 подключен к выходу первого элемента

И 8. Выход блока 20 задания числа циклон подключен к управляющему входу регистратора 11. Исследуется механизм 27, содержащий несколько кинематических пар.

Способ осуществляется устрой55 ством следующим образом.

На исследуемый механизм 27 устанавливают вибропреобразователь к цепям, управляющим работой механизма 27, подключают патчик 19 опорного импульса, формирующий импульс в момент начала цикла работы механизма (фиг.2в). При работе механизма происходят,соударення его элементов в порядке срабатывания кинематических пар. В моменты соударений на выходе вибропреобразователя 1 возникают импульсы (фиг.2г), которые усиливаются усилителем 2. Блоком 3 выделения огибающей сигнал фильтруется в полосе, включающей частоты всех кинематических пар, и выделяется его огибающая (фиг.2д}.

Формирователь 4 коротких импульсов вырабатывает импульсы в моменты, соответствующие фронтам огибающей сигнала (фиг.2е), которые первым пороговым элементом 5 преобразуются в короткие прямоуголъные импульсы (фиг.2ж) для. считывания состояния счетчика 6. Сигнал с выхода датчика

19 опорного сигнала служит для обнуления счетчика 6. На третий вход счетчика б подаются импульсы (фиг.2з) с выхода генератора 25.

На выходе счетчика б вырабатываются импульсы и момент прихода на его вход импульсов с выхода первого порогового элемента 5, т.е. время появления импульсов,на выходе счетчика 6 соответствует началу взаимодействия кинематической пары. Амплитуда импульса на выходе счетчика 6 пропорциональна числу импульсов генератора 25, поступивших на третий вход счетчика

6 с момента его обнуления (с момента начала цикла работы механизма) до начала взаимодействия соответствующей кинематической пары (фиг.2и).

Таким образом, величина промежутка времени от начала цикла до взаимодействия конкретной кинематической пары преобразуется в амплитуду напряжения импульса счетчика 6.

Программный блок 21 после поступления импульсов начала цикла выраба" тывает постоянное управляющее напряжение, пропорциональное амплитуде ожидаемого импулъса, обусловленного взаимодействием первой кинематической пары K(U + - ) с помощью ко«й

2 торого на втором пороговом элементе

7 для нижней границы временного окна выставляется пороговый уровень по

16493

61 напряжению, равный 11(— - -, а на третьем пороговом элементе 12 — для верхней границы временного окна—

Ь1 5 уровень +--2

После прохождения первого импульса с выхода счетчика 6, время появления которого соответствует времени начала взаимодействия первой кинематической пары, а амплитуда. — величине промежутка времени между началом цикла и моментом начала взаимодействия первой кинематической пары, программный блок 21 выставляет во втором

62 пороговом элементе 7 уровень U — - ——

2 2 а в третьем пороговом элементе 12

Ь2 20 уровень U + — —. Перебор заранее заданных уровней продолжается по мере прохождения сигналов о взаимодействии остальных кинематических пар до поступления следующего сигнала начала цикла, обозначающего конец первого щяКла работы механизма и начала второго. После этого процесс повторяется.

Импульс с выхода счетчика 6, время щ появления которого соответствует времени взаимодействия конкретной кинематической пары, а амплитуда — величине промежутка времени, прошедше- . го с начала цикла до момента вэаимо35 действия конкретной кинематической пары, поступает на второй и третий . пороговый элементы 7, 12 соответственно для нижнего и верхнего пределов.

Через второй пороговый элемент 7 мо40 жет проходить импульс с амплитудой, большей, чем через третий пороговый элемент 12 может проходить импульс с амплитудой большей, чем 0;

При исправном исследуемом механиз-! ме 27 амплитуда импульса U с выхо-! да счетчика б находится в пределах

hi hi

U - — (U° - < U! + ——

2 ! 2

Таким образом, на входах пороговых элементов 7, 12 инвертора 26, третьего логического элемента И 13

° отмечается факт наличия импульса, который проходит через второй пороговый элемент 7 и не проходит через третий пороговый элемент 12. В результате иа выходе второго элемента

02 6

И 9 отсутствует сигнал о неисправ!-. ности.

В случае раннего появления импульса с выхода счетчика б при неисправности механизма 1 его амплитуда будет меньше пороговых уровней во в-.ором и третьем пороговых элементах 7, Ьi

12 те. П С U — — — а U +.

2 2 этом случае импульс не пройдет через второй и третий пороговые элементы 7, 12. В результате на выходе второго элемента И 9 появляется сигнал лог. !! !!

1, соотв ет ствующий неисправности исследуемого механи зма 2 7 .

Такой же сигнал на выходе второго элемента И 9 фиксируе т с я и в случае запаздывания (при неисправности механи зма ) импульса относительно заданного временного промежутк а возможного появления импульса . Сигнал о наличии неисправности с выхода второго элемента И 9 используется в качестве упр авляюще го для включения к оммут атора 1 0 . Четвертый и пятый элементы

И l 4 и 2 2 и элемент ИЛИ 1 5 ис поль зуются дп я получения информации о э апаздывании или опережении импульса с выхода счетчика 6 относительно з аданного временного промежутка . При . запаздывании на выходе элемента

ИЛИ 1 5 присутствует сигнал лог . "0", при опе режении — ло г . " 1 ", при нормальной р а боте ло г . " ", но при этом коммутатор 1 0 в этот момент з аблокирован ло г . " 0" с выхода второго элемента И 9 .

После ручного обнуления регистра- тора l l перед началом работы и при поступлении сигнала начала цикла с выхода датчика 1 9 опорно го импульса коммутатор 1 0 и регистратор 1 1 приводятся. в исходное состояние и при поступлении первого импульса с выхода счетчика 6 результат заносится в со ответствующую я ейку регистратора

1 1, представляющего собой светодиодную матрицу, в которой количество столбцов соотв е тс твует удвоенному числу контролируемых кинематиче ских пар в цикле работы механизма плюс один столбе ц, в котором фиксируется наличие сбоя в цикле механизма, а количество строк соответствует заданному числу циклов диагнс стиро вания .

Один и з светодиодов с тол б ца индицирует опережение импульса, а другой— запаздывание .

1649302

При отсутствии индикации светодиодов опережение или отставание импульсов отсутствует; Соответствие типа дефекта (например заедания в механизме при запаздывании импульсов) определяется экспериментальным путем.

В случае отсутствия какого-либо из ожидаемых импульсов на второй вход первого блока 17 сравнения поступает постоянное напряжение, которое играет роль порогового для третьего порогового элемента 12, а на первый вход первого блока l 7 сравнения поступает импульс с выхода датчика 6, соответствующий следующему за ожидаемым взаимодействием и с амплитудой, по деленной делителем l 6 напряжения и заведомо большей, чем амплитуда ожидаемого импульса. Тогда на выходе первого блока l 7 сравнения появляется импульс положительной полярности с амплитудой, равной разности между амплитудой фактически пришедшего импульса,и амплитудой, соответствующей верхней границе временного окна дпя ожидаемого импульса. После сравнения во втором блоке 18 сравнения этой разности амплитуд с разностью напряжений, соответствуюших нижней и верхней границам временного окна для ожидаемого импульса, полученной в третьем блоке 24 сравнения, и в случае превышения амплитудой импульса с выхода первого блока 17 сравнения напряжения, с выхода третьего блока

24 сравнения на выходе второго блока

18 сравнения присутствует импульс, который используется как управляющий для коммутатора 10 для увеличения номера столбца в регистраторе ll на единицу и для изменения параметров временного окна в программном -блоке 21 для импульса, следующего за отсутствующим.

Формула и з обретения

15 Способ диагностирования механизмов циклического действия, заключающийся в том, что вибрацию механизма преобразуют в электрический сигнал,.

Ъфильтруют его формируют опорный им20 пульс начала отсчета, определяют момент взаимодействия каждой кинематической пары относительно опорного импульса начала отсчета,диагностируют механизм, отличающийсятем,что, с целью сокращения времени контроля, электрический сигнал фильтруют в полосе, включающей частоты всех кинематических пар, выделяют огибающую полученного электрического сигнала, 30 по которой определяют моменты взаимодействия всех кинематических пар в одном цикле работы механизма, диагностируют механизм путем сравнивания опережения или отставания момента взаимодействия с заданным.

1649302

1 649302

Составитель В.Козлов

Техред М,Дидык Корректор Н.Ревская, Редактор С.Лисина

Заказ 1513 Тираж 322 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1t3035, Косква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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