Устройство для обнаружения дефектов в кинематических парах машин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1i) 600437

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06,76 (21) 2367456/25-28 (51) М. Кл.з G 01N 29/04 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 03.04.78 (53) УДК 620.178,5 (088.8) (72) Авторы изобретения Т. Д. Басишвили, E. 3. Бомштейн, А. М. Тарасов и В. С. Ямщиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

В КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАХ МАШИН

Изобретени е опносится к дефектоскопии и пред назначено для обнаружения дефектов в деталях машин по анализу их вибраций.

Известно устройство для безразоорной диагностики кинематически связанных вращающихся деталей, содержащее последовательно соединенные датчик вибрации, предусилитель, ф ильтр, настроенный на измеряемую частоту, фильтр, настроенный на первую роторную частоту вибрации корпуса диагностируемого объекта, а также выносной катодный повторитель, бал ансный смеситель, умножитель частот, фильтр, настроенный на промежуточную частоту, детектор с усреднением и, стрелочный индикатор (1).

Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная влиянием на характеристики полезного сигнала посторонних вибраций, нап|ример, неконтролируемых деталей. Суммарная погрешность дости:— гает 15 — 20%.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее последовательно соед иненные датчик вибрация, предусилитель, широкополосный фильтр, первый усилитель, последовательно соединенные тахометр, электромеханический фильтр, выполненный из последовательно соединенных сппхроп„ суммирующего анализатора и детектора, выходом соединенного с вторым входом аналпзатора, а входом — с выходом первого усилителя, второй усилитель, пиковый детектор, третий усили|тель, блок деления, интегратор, блок регистрации, а также среднеквадратичный детектор, входом соединенный с выходом второго усилителя, а выходом — с вторым входом блока деления (2).

Вибрация нашцны преобразуется в электрический сигнал, который, пройдя через

1п предусилитель, широкополосный фильтр, первый усилитель и, дстсктор, поступает на вход суммирующего анализатора, па другой вход которого поступаст тактовый сигнал, формируемый синхронизатором пз колебаний, по15 ступающих с выхода тахометра. Напряжение с выхода анализатора после ппково"o детектора через третий усилитель поступает на блок деления, на второй вход которого приходит сигнал со среднеквадратичного детекто2О ра. Далее сигнал. пропорциональный отношению двух входных напряжений, фиксируется измерительным устройством.

Недостатком ус-ройства является низкая точность, вызванная низкой помехоустойчивостью. Последняя закл)очастся в том, что выходной сигнал завпспт от глпяния виброактивностп сочлененных неконтролируемых деталей, переменных нагрузок и погрешности

)

600437

60 машин йогреш ностЬ измерения дюстигает 15—

20%.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Для этого предлагаемое успройство снабжено фильтром, включенным между первым усилителем и среднеквадратичным детектором, .а полоса пропускания фильтра выбрана из двух равных по величине интервалов, расположенных симметрично относительно частоты максимального пикового значения сигнала, п ромежуток между которыми равен полосе пропускания электромеханического фильтра.

На фиг. 1 п редставлена схема п редлагаемого устройства; на фиг. 2 — график выд=ления рабочих частотных полос в спектре вибраций контролируемого объекта, Устройство соде|ржит датчик виб|раций 1, предусилитель 2, широкополосный фильтр 3, усилитель 4, детектор 5, суммирующий анализатор 6, си нхронизатор 7 и тахометр 8, объеди ненные в схеме электромеханического фильтра 9, усилитель 10, пиковый детектор

11, усилитель 12, блок деления 13, пюлосовой фильтр 14, среднеквадратичный детектор 15, интегратор 16 и блок регистрации 17.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В спектре электри ч еского сигнала с датчи ка вибраций 1, прошедшего через предусилитель 2, широкополосный фильтр 3 выделяет полосу частот вибраций машины. Далее, пройдя усилитель 4 и детектор 5,,нап ряже ние пода ется на суммирующий анализатор 6, на другой вход которого подаются тактовые импульсы с синхронизатора 7, упра вляемого тахометром 8. Тактовый импульсный сигнал имеет периодичность, кратную частоте зацепления ко нтролируемой кинематической пары.

Сигнал с выхода фильтра 9 предоставляет собой напряжение в узкой информативной полосе частот (см. фиг. 2), в которой после прохожд ения усилителя 10 пиковый детектор 11 выделяет огибающую узкополосного сигнала, пик которого соответствует максимальной,амплитуде вибраций в этой полосе частот. Сигнал с выхода пикового детектора 11, пройдя усилитель 12, подается на вход блока деления 13. Одновременно сигнал с выхода усилителя 4 поступает на вход фильтра 14, который выделяет из вибраций машины составляюш и е, с частотами, б,тизкими K основной диагностической частоте анализируемого вибросигнала.

Полоса пропускания фильтра 14 разделе на на два равных по вели ч ине и нтервала hfI u hfdf (см. фиг. 2), промежуток между которытми равен полосе пропускания составного узкополосного фильтра 9 Afp. Интервалы Л и Af располохкены симметрично относительно частоты максимального пикового значения сигнала

fp. Ширину каждого интервала nfl и Af устанавливают 33p2IHее по формуле

55 где fo. д. — ближайшая частота динамического проявления дефектов в неконтролируемых деталях;

fp — частота действ ия динамической силы;

hfp — полоса частот, выделяемая узкополосным фильтром 9;

hfI, Af> — и нтервалы полосы частот фильтра 14.

Сигнаал с выхода фильтра 14, пройдя среднеквадратичный детектор 15, также поступает на блок деления 13. С блока деления 13 сигнал, усредненный на интегр аторе 16, фиксируется блоком регистрации 17. Таким образом, на блоке регистрации 17 получают величину отношения вибраций в близких частотных полосах, которая характеризует поя вление дефектов:в контролируемых деталях.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерения за счет ликвидации погрешностей, вызванных влиянием посторонних вибраций, погрешность измереHlHH составляет 3 — 5% . Возрастает чувствительность устройства и способность выделять полезный сигнал на фоне помех. Эти преимущества расширя|опт диапазон применения устройства за счет возможности, контроля деталей в сложных ди намических системах

Формула изобретения

Устройство для обнаружения дефектов в кинематических парах машин, содержащее последовательно соединенные датчик вибрации, предусили тель, широкополосный фильтр, первый усилитель, среднеквадратичный детектор, блок деления, интегратор, блок регистрации, последовательно соединенные тахометр, электромеханический фильтр, выполненный из последовательно соединенных синхронизатора, суммирующего анализатора и детектора, выходом соединенного с в торым входом анализатора, а входом — с выходом первого усилителя, второй усилитель, пиковый детектор, третий усилитель, подключенные к второму вхogI!у блока деления, отл и ч а lo III е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено фильтром, включенным между первым усилителем н средпсквадратичным детектором, а полоса пропускания фильтра выбрана из двух раиных по величине интсрвалов, расположенных симметрично относительно частоты максимального пикового значени я сигнала, п ромежуток между которыми равен полосе пропускания электромеха нического фильтраа.

Источники информации, принятые во внимаиие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №312160, кл. G OIM 7/00, 1971.

2. Патент США № 3677072, кл. 73 — 67, 1972.

600437 Рог. 2

Составитель В. Сафонов

Техред Н, Рыбкина

Редактор О. Юркова

Корректоры: Л. Брахнина и А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 259/17 Изд. № 329 Тираж 1122 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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