Устройство для диагностики подшипников качения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и> 6МЗЗО (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заввлено 13.0777(21) 2510305/25-27 с йрисоединеиием заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 0511.79. Бюллетень Ио 41

Дата опубликования описания 08.1179 (51)М. Кл

G 01 М 13/04

Государстаеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК б 58 ° 5 б 2 °

012 7 (088 8) (72) Авторы изобретения

В.A. Голубков, С.В. Степанов, А.К. Явленский и К.Н. Явленский (71) Заявитель

Ленинградский институт авиационного приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГЙОСТИКИ

ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть преиму» щественно использовано в подшипниковой промышленности.

Известно устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные. вибропреобразователь, усилитель, многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования, режимный переКлючатель, один из выходов которого соединен.с запоминающим блоком, сумматором, пороговым блоком и цифровым преобразователем-указателем, а другой « с блоком определения вероятности дефекта подшипника..и блоком ввода вероятности дефекта :,при этом выход блока ввода вероятности дефекта соединен с одним из входов сумматора (11.

Однако известное устройство не позволяет автоматизировать процесс диагностики подшипников качения.

Целью изобретения является автоматизация процесса диагностики подшипников качения.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено последовательно соединенными фильтром частоты вращения, частотным дискриминатором, блоком перестройки частотного анализатора и генератором эталонной частоты, выход которого соединен со вторым входом частотного дискриминатора, при этом вход фильтра частоты вращения соединен со вторым выходом вибропре.образователя, а выход блока перестройки частотного анализатора — co вторым входом многоканального ана- лизатора синхронного детектирования.

Устройство поясняется чертежом.

Устройство содержит посЛедовательно соединенные.вибропреобразователь

1, усилитель 2, многоканальный частотный анализатор 3 синхронного детектирования, режимный переключатель

4 и фильтр 5 частоты вращения, частотный дискриминатор б, блок 7 пере20 .стройки частотного анализатора и генератор 8 эталонной частоты. Режимный переключатель 4 обеспечивает работу устройства в режимах распознавания и обучения, он соединяет выход анализатора 3 в первом режиме с последовательно соединенными блоками - запоминающим блоком 9, сумматором 10, пороговым блоком 11 и цифровым преобразователем-указателем 12, а во втором режиме — с пос696330 ледовательно соединенными блоками

1 3 и 14 определения вероятности дефекта подшипника и ввода вероятнос— ти дефекта соответственно при этом выход блока 14 ввода вероятности дефекта соединен с одним из входов сумматора 10.

Выход генератора 8 эталонной частоты соединен со вторым входом частотного дискриминатора 6, вход фильтра 5 частоты вращения соединен со вторым выходом вибропреобразователя

1, а выход блока 7 перестройки частотного анализатора — со вторьм входом многоканального частотного анализатора 3 синхронного детектирования.

Устройство работает следующим об ) 6 разом. В режиме разпознавание дефекта вибропреобразователь 1 преобразует вибрацию диагностируемого подшипникового узла и электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 и поступает на частотный анализатор 3 . Одновременно электрический сигнал вибропреобразователя 1 поступает на фильтр 5 частоты вращения, который из спектра вибрации подшипника качения пропускает только сигнал на частоте вращения. Этот сигнал поступает на частотный дискриминатор 6. Сюда же поступает сигнал эталонной частоты (например, номинальной частоты вращения подшипника), вырабатываемый генератором 8 эталонной частоты.

Частотный дискрнмииатор 6 вырабатывает сигнал, пропорциональный разности сигналов на входах, который в свою очередь поступает в блок 7 перестройки частотного анализатора, который предназначен для выработки электрических сигналов управления двигателями перестройки каналов час тотного анализатора 3 синхронного детектирования с учетом различных типоразмеров подшипников качения и изменения скорости их вращения. В данном блоке производится расчет информационных частот в зависимости от типоразмеров подшипника качения и скорости его вращения. Так, например, для приборных шарикоподшипников формулы для расчета информационных частот имеют вид: Ю= р щ EU > ш = р m (Ю - Юс), гдер0,1,2;

m - -число шариков в исследуемом подшипнике; (М " угловые скорости вращения внутреннего кольца и сепаратора подшипника.

В соответствии с формулами расчета информационных частот блок формирует электрические сигналы, предназначенные для перестройки частотных каналов многоканального анализатора синхронного детектирования. Перестройка каналов частотного анализатора производится двигателями перестройки, входящими в состав частотного анализатора.

Многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования 3 имеет и параллельных каналов, где

n< - число информационных частот.

Каждый канал анализатора автомати-. чески настраивается на свою информационную частоту. Происходит это следующим образом.

До установки вибропреобразователя 1 на объект исследования генера хор 8 эталонной частоты настраивается на номинальную частоту вращения подшипника качения,. Так как сигнал с вибропреобразователя 1 отсутствует, то частотный дискриминатор б выдает на блок 7 перестройки частотного анализатора сигнал, пропорциональный номинальной частоте вращения подшипника. Блок перестройки частотного анализатора в соответствии с

Формулами для определения информационных частот производит их расчет для значения номинальной частоты вращения подшипника и Формирует электрические сигналы, пропорциональные значениям информационных частот, которые и отрабатываются в частотном анализаторе 3 его двигателями перестройки. Таким образом, до установки вибропреобразователя 1 на объект исследования каждый канал частотного анализатора 3 настраивается на свою информационную частоту, соответствующую номинальному значению частоты вращения подшипника качения, После установки вибропреобразователя 1 на объект исследования при равенстве частоты вращения подшипника ее номинальному значению сигналы с выхода блока 7 перестройки частотного анализатора равны 0 и перестройки частотных каналов анализатора не происходит. При отклонении частоты вращения подшипника от номинального значения блок 7 перестройки частот.ного анализатора вырабатывает сигналы, пропорциональные отклонению, которые отрабатываются двигателями перестройки частотного анализатора.

Так обеспечивается возможность анализа честационарных (квазистационарных) режимов работы подшипников.

При поступлении на многоканальный частотный анализатор 3 синхронного детектирования полиГармоничного сигнала вибропреобразователя 1, усиленного усилителем 2, каждый канал анализатора пропускает Ъолько сигнал на своей информационной частоте.

Эти сигналы через режимный переключатель 4, находящийся в положении распознавание ., поступает в заломинающий блок 9. При поступлении сигнала вибрации на определенной информационной частоте в запоминающем б 96 330 блоке 9 открывается ключ, соответствующий этой частоте, и на соответствующий вход сумматора 10 подается единичное напряжение х = 1. Сумматор 10 вычисляет эначейие дискриминантной функции в соответствии с формулой

g„(x) = +au.х.+su пк к

5 ,1.1 1 tl +41 к где<о„ „,из,. — весовые коэффициенты инк Формационных частот для опрецеления к-ro вида дефекта;

1 — если на i-ой информационной частоте присутствует

Х),= вибрация исследуемого объекта, 0 - если на 1-ой информационной частоте отсутствует вибрации исследуемого объекта; и„- количество информационных частот.

Значения весовых коэффициентов информационных частот определяются в блоке определения вероятности дефекта подшипника 1Э и вводятся в сумматор 10 блоком ввода вероятности дефекта 14 при работе устройства 25 в режиме обучение, рассматривае.-. мом ниже. Напряжение с сумматора 10, знак которого соответствует знаку дискриминантной функции, поступает в пороговый блок 11, который анали- 30 зирует присутствие или отсутствие дефекта к-го вида в диагиостируемзм .подшипниковом узле, причем решение принимается следункцим .образом; если

gk(x) > О, то дефект присутствует, если g4(x) < О, то дефект отсутствует. В конце анализа, если gq(x) > О, на выходе порогового блока 11 появляется импульс, который Фиксирует на цифровом преобразователе-указателе 12 наличие к-го вида дефекта в

40 диагностируемом подшипниковом узле.

Формула изобретения

Устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования, режимный переключатель, один выход которого соединен с запоминающим блоком,, сумматором, пороговым блоком и цифровым преобразователем - указателем, а другой с блоком определения вероятности дефекта подшипника и блоком ввода вероятности дефекта, при этом выход блока ввода вероятности дефекта соединен с одним из входов сумматора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью автоматизации диагностики подшипников качения, устройство снабжено последовательно соединенными фильтром частоты вращения, частотным дискриминатором, блоком перестройки частотного анализатора, а также генератором эталонной частоты, выход которого соединен со вторым входом частотного дискрн иВ режиме обучение вибропреобразователь 1 преобразует вибрацию эталонного объекта с технологическими погрешностями изготовления и сбор- 45 ки подшипиикового анализатора 3, фильтра 5 частоты вращения, частотного дискриминатора 6, блока 7 перестройки частотного анализатора и генератора эталонной частоты 8 аналогично их работе в режиме распознавание . Через переключатель 4, находящийся в положении обучение, сигналы с многоканального частотного анализатора синхронного детектирования Э поступает в блок 13 определения вероятности дефекта подшипника, где производится расчет величин Р и g K в соответствии с формук лами и к m 60

p >> g

1 к 1 к

И Np (А 1) р 65 где N — общее число эталонных объектов;

И вЂ” количество эталонных объектсв, содержащих k-й вид дефекта, т.е, принадлежащих

Ап классу; п — число эталонных объектов класса Ан, для которых х = 1)

m — число эталонных объектов класса А и, для которых х l

Класс А 1 включает эталонные объекты, не содержащие к-ый вид дефекта;

P(А 1) — априорная вероя ность появления объектов с k-ым видом дефекта.

На основе определенных Р. и д, к

B блоке определения вероятности де1 1

Фекта подшипника 13 производится вычисление весовых коэффициентов информационных частот в соответствии с Формулами щке k к

0 р "ея (-Ф,) - ер -ес(-р.");

П,1 - ЕГ P < A t t-eg k1 -P(Ì×+ 1 К

+ Х= Е (<-P„")-e (q к>3

Сигналы, пройорциональные весовым коэффициентам, преобразуются в двоичный код и поступают в блок 14 ввода вероятности дефекта, где преобразуются в .число- импульсный код.

Полученные импульсы через коммутаторы управляют щаговыми двигателями, вращающими потенциометры, которые входят в состав сумматора 10, изменяя его коэффициент передачи и тем самим обеспечивая учет весовых коэффициентов при вычислении дискри-, минантной Функции.

696330

Составитель И. Варанов

Редактор И. Вирко Техред Н.Вабурка Корректор М.Пожо

Заказ 6752/42 Тираж 1073, Подписное, ЦЛИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 натора, при этом вход фильтра частоты врашения соединен со вторым выходом вибропреобраэователя, а. выход блока перестройки частотного анализатора - co вторым входом многоканального анализатора синхронного детектирования.

И=точники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Р 2306397/27, кл. G 01 М 13/04, 29.12.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.