Устройство для ударно-импульсного диагностирования подшипников качения

) ) 4 1; 0М 1 3 ) ПИСА БРЕТЕН Ч Г Щ 1) тЕ АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВ е опытное проектн технологическое б 2.7(088.8)свидетельство СССР 01 М 13/04, 1981.3677072, кл. 73-6 идетельство СССР 01 М 13/04, 1982(5 У КО ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) АвторскоеВ 834432, кл.Патент США1975.Авторское сВ 838493, кл. 4)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-ИМП ЛЬСНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПОДШИПНИВ КАЧЕНИЯ,содержащеепоследовательно соединенныедатчик,фильтр,усили)тель,а такжеделитель,амплитудный детектор,первый преобразователь среднего значения, генератор переменногонапряжения и последовательно соединенные переключатель и индикатор, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества диагностирования, оно снабжено последовательно соеди- г ненными блоком сравнения, измерителем длительности, переключателем режима, а также вторым преобразователем среднего значения, измерителями максимального и среднего значений, выход усилителя соединен с первыми входами делителя, второго преобразователя среднего значения, амплитудного детектор и блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого преобразователя среднего значения, первый выход генератора соединен со вторыми входами амплитудного детектора и измерителя максимального значения, второй выход генератора - с вторым вхо- Я дом измерителя длительности, выход которого подключен к второму входу переключателя режима, соединенного первым входом с выходом делителя, вто- Ъюе рой вход которого соединен с выходом второго преобразователя среднего значения, выход переключателя режима )аай подключен к первому входу измерите- ввй ля максимального значения и входу из- е 1 мерителя среднего значения, а выходы измерителей через переключатель соединены с входом индикатора1 11703Изобретение относится к подшипниковой,промьппленности и может бытьиспользовано преимущественно для ударно-импульсного диагностирования подшипников качения как при испытанииих на стенде, так и непосредственнов узлах механизмов" и машин,Цель изобретения - повышение качества диагностирования путем устранения зависимости результатов измере-Ония от коэффициентов усиления, фильтрации и частоты вращения,На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержитпоследовательи соединенные датчик 1, фильтр 2,усилитель 3, делитель 4, переключатель 5 режима, измеритель 6 максимального значения, переключатель 7 и индикатор 8, а также последовательно соединенные амплитудный детектор 9, первый преобразователь 10 среднего значения, блок 11 сравнения, измеритель12 длительности, выход которого подключен к второму входу переключателя5 режима, генератор 13 переменногонапряжения, второй преобразователь14 среднего значения и измеритель 15среднего значения. При этом выходусилителя 3 соединен с первыми входами амплитудного детектора 9 и блока 11 сравнения и входом второго преобразователя 14 среднего значения,выход которого подключен к второмувходу делителя 4;первый выходгенератора 13 соединен с вторыми входами35амплитудного детектора 9 и измерителя 5 максимального значения, второй выход генератора 13 подключенк второмувходу измерителя 12 длительности, а вход измерителя 15 среднегозначения объединен с первым входомизмерителя 6 максимального значенияи соединен с выходом преключателя5 режима,выходизмерителя 15 средне 45но значения подключен к втором, входупереключателя 7. Устройство работает следующим образом.Датчик 1 преобразует ударные им пульсы в пропорциональный электрический сигнал, который поступает на вход фильтра 2, а с его выхода на усилитель 3. Усиленный электрический сигнал, пропорциональный ударным им пульсам, с выхода усилителя 3 поступает на первые входы амплитудного детектора 9, блока 11 сравнения, де 06 2дителя 4 и вход второго преобразователя 14 среднего значения, с выхода которого электрическое напряжение, пропорциональное среднему значению электрического сигнала, поступает на второй вход делителя 4. На. выходе делителя 4 формируется электрический сигнал, величина которого равна отношению мгновенного значения силы ударных импульсов и их среднего значения и подается на первый вход пеРеключателя.5 режима.Одновременно генератор 13 импульсов формирует переменное напряжение, частота которого пропорциональна частоте вращения подвижного кольца подшипника. Это напряжение. в виде импуль. сов подается с первого выхода генератора 13 на вторые входы амплитудного детектора 9 измерителя 6 максимума, а с второго выхода генератора 13 на второй вход измерителя 12 длительности. С выхода амплитудного детектора 9 постоянное напряжение, пропорциональное наибольшему значению ударных импульсов за период вращения подвижного кольца, поступает на второй вход первого преобразователя 10 среднего значения, выходной сигнал которого поступает на второй вход блока 11 сравнения, где производится его сравнение с сигналом (пропорциональным ударным импульсам) на первом входе блока 11 сравнения. В результате сравнения формируются импульсы, длительность времени между которыми соответствует длительности между ударныму импульсами. При этом изменение амплитуды ударных импульсов не влияет на качество работы блока 11 сравнения, как это имеет место при фиксировании (неизменном) значении порога сравнения. Сформированные импульсы с выхода блока 11 сравнения подаются на первый вход измерителя 12 длительности, на второй вход которого подается сигнал с второго выхода генератора 13 переменного напряжения, период которого пропорционален частоте вращения, В измерителе 12 длительности производится измерение длительности между ударными импульсами в нормированном относительно периода вращения виде. Измеритель 12 длительности может быть реализован, например, с помощью электронного счетчика, который производит счет числа импульсов с частотой, пропорциональной частоте вращения, за117 О 3 О 6 4реннем или теле качения), то среднеезначение длительности между ударны 1ми имгульсами будет определяться ки(1) нематикой подшипника, а именно;5 пр" дефекте на наружном кольцеТ 1+(2)в Т тпри дефекте на внутреннем кольце длительностиимпульсами Т0ТхТ П где И Тх- число импульсов;- длительность измеряемого интервала;Йв,(ТВ) - частота (период) вращения, 1 ОПолученный результат измерения длительности в нормированном виде с выхода измерителя 12 подается на второйвход переключателя 5 режима,При анализе амплитуд ударных импульсов выход делителя 4, а при анализе длительностей выход измерителя12 через переключатель 5 режима подключаются к входу измерителя 6 максимума и измерителя 15 среднего значения.На второй вход измерителя 6 максимума с второго выхода генератора13 подаются импульсы с интервалом,пропорциональным периоду вращения, 25для сброса измерителя 6 максимума (иамплитудного детектора 9), чем уменьшается влияние на выходной сигналустройства случайных редких ударныхимпульсов большой амплитуды и импульсных помех.30Результат измеренного максимального и среднего значений с выходов из-.мерителя 6 максимума и измерителя 15среднего значения через переключатель7 подается на индикатор 8.По максимальному и среднему значению на индикаторе 8 и изменениюих во времени при анализе амплитудных параметров определяют наличие и40величину дефекта в подшипнике, а прианализе длительности временных интервалов - вид дефекта и .его местонахождение в подшипнике. Действительно,если причина ударных импульсов -45загрязнения, в смазке или другие посторонние частицы, то длительностьмежду ударными импульсами превышаетили сравнима с периодом вращения иносит случайный, неустойчивый харак 50тер, что можно определить путем измерения максимального значения нор- .мированных длительностей. Если жепричина ударных импульсов - дефектна детали подшипника (наружном, внутТ 1+в РТ В 2 2 гнНт в1 гв=т нормирование относительно радиуса телакачениярадиуса наружного и внутреннего колец,"число тел качения в т подшипнике. интервал времени, равный интервала между ударными при дефекте на теле качения) г +Н В - ОБ - х ,1 Ф) в где Т, Т , Т - длительность междуударными импульсами при расположении дефекта на наружном, внутреннем кольцах и теле качения;Тв - длительность периода вращения; Как видно из приведенных выражений (2), (3), (4), измерение среднего значения нормированных длительностей является не отвлеченным числовым параметром, а характеристикой, по которой можно определить вид дефекта, что и повьппает качество диагностирования:Предлагаемое изобретение может быть использовано для контроля технического состояния подшипников качения как на специальных стендах, так и непосредственно в узлах различных машин и механизмов в процессе их испытания и эксплуатации.