Устройство для диагностики износа зубчатых колес

(19) (11) 151) 4 С 01 Н 3/56 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Е,.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Каталог. Примеры применения измерительной аппаратуры фирмы "Брючь и Къер", НЭРУИ, Дания, 1974, с, 72.Авторское свидетельство СССР У 1128122, кл. С 01 Н 1/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ИЗНОСА ЗУБ 1 АТЦК К 01 ЕС(57) Изобретение относится к внброакустическому контролю, а именно кконтролю зубчатых колес. Целью изобретения является повьппение точностидинамического контроля величины износа поверхности зубьев за счет разделения во временной области зубцов ибоковых частот н исключения переходной функции объекта. Виброакустические колебания воспринимаются преобразователем, усиливаются и подаются навход анализатора спектральной плотности мощности. Спектр плотности мощности путем логарифмирования и повторного анализа ана."иэатором переводится во временную область. Сигнал с выхода анализатора через коммутатор поступает на вход первого порогового элемента, после срабатывания которого он поступает на запускающий вход счетчика импульсов и через линию задержки - на управляющий вход коммутатора. Сигнал с выхода линии задержки вызывает перекоммутацию сигнала. После срабатывания второго порогового элемента происходит обратнай перекоммутация каналов и останов счета импульсов счетчика. Сигнал с тахометра поступает на вход умиожителя сигналов и блок эталонного сигнала. Сигнал с выхода умножителя поступает на один из входов вычитателя сигналов, а сигнал с блока эталонных сигналов поступает на вход вычитателя сигналов, Сиг- нал с вычитателя сигналов, представля ющий среднюю величину износа поверхностей, поступает на индикатор. Линия задержки исключает возможность ложного срабатывания второго порогового элемента. 1 ил.1 2Изобретение относится к Виброак )стическому контролю, а именно к контролю износа зубчатых колес и может быть использовано при оценке технического состояния коробок передач, коробок скоростей, редукторов токар ных, фрезерных и других станков. Цель изобретения - повьппение динамической точности контроля величиЙы износа поверхностей зубьев,На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство для диагностики износазубчатых колес содержит последова -тельно соединенные иэмерительчыйпреобразователь 1, усилитель 2 перВый анализатор 3 спектральной плотности мощности, блок 4 логарифмирования, второй анализатор 5 спектральной плотности мощности и коммутатор б,и выходам которого подключены входыпервого и второго пороговых элементов7 и 8, линию 9 задержки, включеннуюмежду выходом первого порогового элемента 7 и управляющим входом коммута тора б, счетчик 1 О тактовых еемпульсов, к сигнальному входу которогоподключен генератор 11 тактовых иепульсов, тахометр 12, умножитель 13сигналов соединенный одним Входомс выходом счетчика 10 тактовых импульсов, а вторым входом - с тахсметром 12, блок 14 эталонного сигнала, соединенный входом с тахометром12, вычитатель 15 сигналов, подклеаченньгй входами к вьеходам умножителя13 сигналов и блока 14 эталонногосигнала, и индикатор 16, соединенееыйс выходом вычитателя 15 сигналов,Блок се логарифмирования выполненВ виде логарифмирующих усилАтелей,а блок 14 эталонного сигнала - ьвиде магнитографа, на магнитной ленте которого записан эталонньй сигналУстройство работает следующим Образом,При работе реальной зубчатой Г:арь.геоявляеотся боковые частоты вокругэубцовой частоты и кратной ей. Ое,:еобусловлены амплитудной и фазовоймодуляцией, возникающей при истирании поверхностей зубьев, При этомэнергия виброакустического сигнала,рассеянная по множеству гармоник Вспектральном представлении, локализуется в одной составляющей в кепстральном представлении. Значение это:составляющей, имеющей размерность 24 бб 9 2времени представляет собой величину,обратную разности между зубцовойчастотой и усредненным по длинеспектра значением боковой частоты.О увеличением величины истирания поВерхности частотная разинца Возрастает, Г изменением скоростного режима эта разница линейно изменяется.Однако отношение величины д:)иной разницы к величине Обороте)ой частоты зубцовая частота Отличается От Оборотной только коэффипиентом, равным числу зубьев ведущего есалеса) Отскороетного режима не за.:исит, а эа Висит только От Величины зазора между зубьяеги, который возрастает при износе, 1 аким Образом, приэталонных и реа)еьных зРбчзтых )еасВозникает разностнае Величина, харак О териэующая износ реальььгх э )бчаты)сКОЛЕС ПРИЧЕМ С ЩЕГДЧЕП)Е" ИЗНОСэта разность увеличивается,. чтс) служит критерием диагностики износа эубчагых пар, Р, Дйя ОЦЕНКЧ Ч )Нт а бч с располОженных в объекте конГрОля) ис следу)отся Виброакус-ические колсба-. ния Объекта, Эти колебания Восп,инимаются пьеэс электрическим преобразователем 1 преобраэуютсн ь эпектричес:ий сигнал, усиливаются усилителе;. 2 .е пОдаются на Вход аьализатОра 3 пеестральной еелотности мощности.ееектр плотности мощное-.н с Выхо.;аанализатора 3 путем логарифмированияблоком 4 и повторного анализа ана)и 3:"тОром переводится ВО временееуеэоблас гь.Сигнал с Выхода анализаторапредставляющий собой псевдокорреляееционную функцию (кепстр ееощнс)сти,е,поступает через коме;утатор 6 на входОдного из порогОВых элементов /)10 сле срабатывания порогового элемента 7сигнал постугает непа(редствееенэ назае 1 ускаюший Вход счетчика 1 О НИГ у. ьсов и перс з линеяэ 9 запер;хк)е - на упО "ВЛЯЮЩИй Ч,ОД ссОММУг ТОТ)аПос супление сигнала .-. с;ыхода .еиее,еи9 Задержки Вызывает перексгмутациО ;Е 1Гсаналов. 11 ри этсм Оставшаяся частьсе)гнала поступает на вход другогопорогового элемента Э, 1".Осле срабатывания пороговогс эле еееета 8 си-.ралпоступа т на управляющий вход комму 1,Гатора Ь, Вызывая обратную перекоммутацию каналов ) а та)с)е на Открыв ающий зъ;од счетчика 1 О тактовых:.цм.пьсов 1 с с у; - рррр: этолипалавызывает останов счета и передачу накопленной информации на вход умножителя 13 сигналов.Сигнал с тахометра 12, характеризующий значение оборотной частоты вращения ведущего вала зубчатой пары, поступает на другой вход умножителя 13 сигналов и в блок 14 эталонного сигнала. Сигнал с выхода умножителя 13 сигналов, являющийся произведением оборотной частоты и величины псевдо- корреляционной функции, характеризующей среднее значение зазора между зубьями, поступает на один из входов вычитателя 15 сигналов.Сигнал с блока 14 эталонных сигналов, являющийся произведением оборотной частоты и величины псевдокорреляционной функции, характеризующей значение зазора между идеальными" зубьями (беэ износа), поступает на другой вход вычитателя 15 сигналов. Сигнал с выхода вычитателя 5 сигналов, представляющий среднюю величину износа поверхностей; поступает на индикатор 6 и регистрируется им.Исследование псевдокорреляционной Функции показывает, что ее характеристика имеет два явно выраженных максимума. Первый обязан своим существованием наличию переходной Функции объекта, которая занимает область вблизи нуля координат, а второй максимум об.,словлен наличием зубцовой и кратной ей частоты. Этот максимум также находится в области малых времен, Поэтому в данном устройстве первый из пороговых элементов 7 служит для запуска счета счетчика 10. Линия 9 задержки отсекает область возможного расположения перзых двух максимумов, Тем самым исключается возможность ложного срабатывания второго порогового элемента 8, который Фактически и определяет величину, составляющую основу критерия для диагностики зубчатых колес.Таким образом, использование новых элементов - коммутатора 6, двух пороговых элементов 7 и 8, линии 9 задержки, счетчика 10 и генератора 11 тактовых импульсов, тахометра 12, умножителя 13 сигналов, блока 14 эталонного сигнала и вычитателя 15 сигналов позволяет повысить динамическую точность контроля износа зубчатых колес на 20-307 за счет выделения из сигнала, вызванного наличием зазора между зубьями, только разностной составляющей, характеризующей лищь изменение величины зазора, т,е. износ, Кроме того, данный критерий не зависит от вида переходной функции й изменения скоростного ре- О ящма работыИспользование предлагаемого устройства обеспечивает высокую точность определения степени износа зубчатых колес.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яУстройство для диагностики износарб зубчатых колес, содержащее последовательно соединенные измерительный преобразователь, усилитель, анализаторспектральной плотности мощности, блоклогарифмирования и второй анализатор5 спектральной плотности мощности,блок эталонного сигнала и индикатор,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повыщенкя динамическои точности, оно снабжено коммутатором,подключенным сигнальным входом к выходу второго анализатора спектральной плотности мощности, первым и вторым пороговыми элементами, подключенньа 1 и входами к соответствующим выходам коммутатора, счетчиком тактовыхимпульсов, запускающий вход которогосоединен с выходом первого пороговогоэлемента, а открывающий вход - с выходом второго порогового элемента ис управляющим входом коммутатора, ге 40нератором тактовых импульсов, подключенным к сигнальному входу счетчика тактовых импульсов, линией задержки, включенной между выходом первого порогового элемента и управляющим входом коммутатора, тахометром,умножителем сигналов, соединеннымодним входам с выходом счетчика тактовых импульсов, а вторым входом -с выходам тахометра и с входом блокаэталонного сигнала, вычитателем сигналоэ, входы которого соединены.соответственно с выходами умиожителя сигналов и блока эталонного сигнала, авыхсд подключен к индикатору,1224669 Составитель Я.ПисаревскТехред И Ыоргентал Редактор И.КасардаЗакаэ 1942/41 Корректор И.Иуск Тираж 778НИИПИ ГосУдарственного комите по делам изобретений и откры 5, Москва, Ж, Раушская на ПодписноеП дственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектн