Устройство для контроля состояния подшипников качения

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к аппаратуре контроля оборудования, и может быть использовано для контроля состояния подшипников качения электрических машин в процессе эксплуатации. Цельповышение точности контроля состояния подшипников. Устройство содержит датчик вибрации, подключенный к последовательно соединенным предварительному усилителю, фильтру и осИзобретение относится к машиностроению , в частности к аппаратуре контроля оборудования, и может быть использовано для контроля состояния подшипников качения злектричес- 1ких машин в процессе эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности контроля состояния подшипников. На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма работы блоков устройства . Устройство содержит датчик 1 вибрации, предварительный усилитель 2, новному усилителю. В цепь обратной связи последнего включен регулирующий элемент, а параллельно ему после довательно соединенные усилительограничитель, среднеквадратичный детектор и интегратор. Индикатор состояния подшипникового узла через блок выборки - хранения и пиковый детектор, Синхронизируемые тактовым генератором, подключен к выходу основного усилителя. С целью исключения влияния посторонних факторов (частота вращения контролируемого узла, количество и вид смазки, количество дефектов) на результат контроля, в качестве критерия состояния подшипникового узла используется безразмерная величина - соотношение пикового уровня вибросигнала к его среднешумовой составляющей. На результат контроля не влияет место и способ крепления датчика вибрации . 2 ил. 9 фильтр 3, основной усилитель регулирующий элемент 5, усилитель-ограничитель 6, среднеквадратичный детектор 7, интегратор 8, пиковый детектор 9j блок 10 выборки - .хранения , тактовый генератор 11 и индикатор 12. Датчик 1 вибрации, предварительный усилитель 2, фильтр 3 и основной усилитель 4 соединены последовательно . Выход основного усилителя 4 соединен со входом усилителя - ограничителя 6, выход которого через среднеквадратичный детектор 7 соединен Ь со 00 О5 J

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,SUÄÄ 1698670 (51) 5 G . .01 М .13/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

f (21) 4747869/27 (22) 10.10.89 (46) 15.12.91. Бюл. М 46 (71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) К.В. Константинов, А.И. Липшеев и Я.Е. Михайлова (53) 658.562. 012.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 775650, кл. С 01 И 13/04, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к аппаратуре контроля оборудования, и может быть использовано для контроля состояния подши пн иков ка че н ия эле кт ри че ских машин в процессе эксплуатации. Цельповышение точности контроля состояния подшипников. Устройство содержит датчик вибрации, подключенный к последовательно соединенным предварительному усилителю, фильтру и осИзобретение относится к машиностроению, в частности к аппаратуре контроля оборудования, и может быть использовано для контроля состоя|ния подшипников качения электричес ких машин в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — повышение точности контроля состояния подшипников.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма работы блоков устройства.

Устройство содержит датчик 1 вибрации, предварительный усилитель 2, 2 новному усилителю. В цепь обратной связи последнего включен регулирующий элемент, а параллельно ему после" довательно соединенные усилительограничитель, среднеквадратичный детектор и интегратор. Индикатор состояния подшипникового узла через блок выборки - хранения и пиковый детектор, синхронизируемые тактовым генератором, подключен к выходу основного усилителя. С целью исключе" ния влияния посторонних факторов (частота вращения контролируемого узла, количество и вид смазки, количество дефектов) на результат контроля, в качестве критерия состояния подшипникового узла использует" ся безразмерная величина — соотношение пикового уровня вибросигнала к его среднешумовой составляющей.

На результат контроля не влияет место и способ крепления датчика вибрации. 2 ил. фильтр 3, основной усилитель 4„ ре.гулирующий элемент 5, усилитель-ограничитель 6, среднеквадратичный детектор 7, интегратор 8, пиковый детектор 9, блок 10 выборки ".хранения, тактовый генератор 11 и индикатор 12.

Датчик 1 вибрации, предварительный усилитель 2, фильтр 3 и основной усилитель 4 соединены последовательно. Выход основного усилителя 4 соединен со входом усилителя - ограничителя 6, выход которого через среднеквадратичный детектор 7 соединен з 1698670

4 со входом интегратрра 8, выходом соединенного с управляющим входом регулирующего элемента 5. Регулирующий элемент 5 включен в цепь отрицатель5 нои обратнои связи основного усилителя 4, Выход основного усилителя 4 соединен со входом пикового детектора 9, выход которого соединен со входом блока выборки-.хранения 1 О. Вы - 10 ход последнего соединен с индикатором 12. Выходы тактового генератора

11 соединены с управляющими входами пикового детектора 9 и блока выборки - хранения 10.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал датчика 1 вибрации, закрепленного на подшипниковом узле, например, электрической машины, усиливается усилителем 2 и поступает на вход фильтра 3, где происходит выделение из общего вибросигнала сигналов в информационной полосе частот. Затем частотно-селектированный сигнал подается на вход основного усилителя 4, где происходит усиление сигнала. Затем усиленный сигнал поступает на. вход усилителя .ограничителя 6. Усилитель — ограничитель служит для усиления сигнала и его ограничения на уровне, превышающем уровень среднешумового сигнала в 2 — 3 5 раз. Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 6 подается на вход детектора 7, где происходит детектирование сигнала, затем детектированный сигнал поступает на вход интегратора 8. На выходе интегратора сигнал будет пропорционален среднему уровню шумовой составляющей сигнала. С выкода интегратора сигнал подается на вход управления регулирующего элемента 5, включенного в цепь отрицательной обратной связи ус илителя 4. Таким обра зом, з амыкается цепь автоматической регулировки усиления основного усилителя 4 и на его выходе поддерживается постоянный уровень среднешумовой составляющей сигнала без учета среднего

50 уровня ударных импульсов благодаря наличию в цепи обратной связи усилителя-ограничителя 6 и интегратора 8.

К выходу усилителя 4 подключен вход пикового детектора 9. Сигнал

На выходе пикового детектора равен максимальной амплитуде нормированного вибросигнала за некоторый период времени, определяемый тактовым генератором 11, по истечению которого и сигналу "Сброс" генератора 11 происходит обнуление пикового детектора

9. С выхода детектора 9 сигнал подается на вход блока выборки-хранения Eп, к выходу которого подключен индикатор 12. Генератор 11 формирует сигнал "выборки", для управления блоком выборки-хранения 10, перед импульсом "сброс" для управления детектором 9, Таким образом в блоке 10 выборки-хранения происходит циклическая перезапись информации о максимальной амплитуде сигнала за период, измерения. На фиг.2 показаны сигна-. лы на выходе усилителя 4 (а), генератора 11 (б,в) пикового детектора

9 (г) и блока выборки-хранения 10 (д)., Как видно из приведенных кривых, на фиг.2 показания индикатора 12 будут

I пропорциональны максимальной амплитуде нормированного вибросигнала за предыдущий период времени Т. Период

Т выбирается большим периоду полного поворота сепаратора контролируемого подшипника. Шкала индикатора градуируется в безразмерной величине — соотношения пикового уровня сигнала к среднешумовому. Математически возможность градуировки индикатора в данной величине объясняет1 ся следующим выражением:

Бювар

К

Uñð ц где Кд - коэффициент амплитуды; — максимальное значение мах вибросигнала; ц- средний уровень шумового сигнала без учета ударных импульсов.

В нашем случае И = const, тогда

Ка=a П„„х, где а

1 1ср.ш

Значение коэффициента а учитывалось соответствующей градуировкой шкалы индикатора. Определение состояния подшипника по показаниям индикатора устройства производят посредством сравнения с заранее определенным

1 значением данной величины для исправного подшипникового узла и узла с различным видом дефекта .

5 169867 0

Благодаря использованию в качестве критерия состояния подшипникового узла безразмерной величины - соотношения пикового уровня вибросигнала

5 к его среднешумовой составляющей на результат контроля не оказывают влияния такие посторонние факторы, как частота вращения контролируемого узла, количество и вид смазки, 10 количество дефектов °

Усилитель, охваченный цепью автоматической регулировКи усиления, позволяет исключить влияние на показания индикатора устройства ха-! рактеристик акустического тракта контролируемый подшипник - датчик, а также параметров датчика, т.е. на результат контроля не. влияет место и способ крепления датчика, что значительно упрощает технологию контроля.

Исключение влияния на.показания устройства посторонних Факторов повышает точность и достоверность результатов контроля подшипникового узла.

Формула изобретения

Устройство для контооля состояния подшипников качения, содержащее датчик вибрации, соединенный с предварительным усилителем," основной усилитель, Фильтр, регулирующий элемент, среднеквадратичный детектор и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него дополнительно введе-, ны усилитель-ограничитель, интегратор, пиковый детектор, блок выборки-.хранения и тактовый генератор, причем предварительный усипитель через Фильтр соединен с основным усилителем, выход которого через регулирующий элемент связан с вторым входом основного усилителя и через

20 последовательно соединенные усилитель-ограничитель, среднеквадратичный детектор и интегратор - с вторым; входом регулирующего элемента, а . также а индикатором через последова-.

25 тельно соединенные пиковый детектор и блок выборки-хранения, к вторым входам которых подключены выходы так:тового генератора..

1698670

Редактор Г. Моэжечкова

Заказ 4386 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Р йнГор д сброс

Составитель В. Родимов

Техред М,Моргентал Корректор I1. Патай