Устройство для виброакустической диагностики подшипников качения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 М 13 О ССРРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ ТОРСКОМУ СВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕС-КОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к подшил"никовой проюппленности, в частностик беэраэборной диагностике подшипников качения и подшнпниковых узлов,Цель изобретения - повышение качест"ва диагностирования при одновременном действии нескольких дефектов. Устройство реализует метод анализадиагностических процессов в амплитудно-временной области, Осуществляютциклическое измерение нормированнойотносительно периода вращения приводного вала механизма длительностимежду ударными импульсами. Определяют в каждом последующем и предыдущихциклах измерения число повторяющихся длительностей. Для этого устройство содержит последовательно соединенные датчик, фильтр, усилитель, преобразователь среднего значения, блоксравнения, измеритель длительности,индикатор, генератор импульсов, атакже последовательно соединенныедискриминатор экстремумов и аналогоцифровой преобразователь, два блокасопряжения и аттенюатор. 1 ил, 1334053Изобретение относится к подшипниковой промьпиленности и может быть использовано для безразборной диагностики подшипниковых узлов и подшипников качения,Цель изобретения - повышение качества диагностики при одновременномдействии нескольких дефектов,На чертеже приведена структурная 10схема устройства,Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1, фильтр 2,усилитель 3, преобразователь 4 среднего значения, блок 5 сравнения, блок 156 совпадения, а также последовательносоединенные генератор 7 импульсов,измеритель 8 длительности и последовательно соединенные дискриминатор9 экстремумов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, первый блок11 сопряжения. Кроме того, в устройство входят второй блок 12 сопряжения,анализатор 13, аттенюатор 14 и индикатор 15, Выход усилителя 3 соединен с входами дискриминатора 9экстремумов, преобразователя 4среднегозначения и аттенюатора 14,выход которого подключен к второмувходу блока 5 сравнения, выход котоРо - 30го соединен с вторыми входами блока6 совпадения и второго блока. 12 сопряжения, первый вход которого подключен к выходу измерителя 8 длительности, а первый, второй и третийвыходы соединены соответственно спервым входом измерителя 8 длительности и с третьим и четвертым входамианализатора 13, первый и второй входы которого подключены соответственно 10к второму и третьему выходам первогоблока 11 сопряжения, первый и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами дискриминатора 9 экстремумов и АЦП 10, обавыхода которого подключены к первомуи второму входам первого блока 11сопряжения, третий вход которого соединен с выходом блока 6 совпаденияпервый вход которого соединен с вторым входом дискриминатора 9 экстремумов, вторые входы блока 6 и второго блока 12 сопряжения соединены свыходом блока 5 сравнения, а выходанализатора 13 подключен к выходуиндикатора 15,Устройство работает следующим образом Датчик 1 устанавливают на неподвижное кольцо контролируемого подшипника качения (или корпус подшипниконого узла), а генератор 7 импульсов рядом с приводным валом машины,В процессе работы подшипника качения электрический сигнал с выхода датчика 1 поступает на вход фильтра 2, где происходит выделение высококачественной части сигнала (в диапазоне 40-120 кГц), которая соответствует ударным импульсам динамического процесса. При этом составляющие сигнала, обусловленные собственными резонансными частотами подшипника иподшипникового узла машины, подавляются фильтром 2, Для обеспечения надежной работы дискриминатора 9 и преобразователя 4 среднего значения сигнал на выходе фильтра 2 усиливают до необходимого уровня с помощью усили,геля 3,Одновременчо в такт вращению приводного вала электрический сигнал с выхода генератора 7 в виде последовательности импульсов угловых меток поступает на второй вход измерителя 8 длительности временных интервалов,С выхода усилителя 3 электрический сигнал, пропорциональный динамическому процессу, обусловленному,например, одновременным действиемтрех дефектов, поступает на входыдискриминатора 9 импульсов, преобразователя 4 среднего значения и аттенюатора 14,Дискриминатор 9 экстремумов длякаждого ударного импульса определяет его амплитуду и момент экстремумов, которые подаются соответственно на первый вход АЦП 10 и первый вход блока 6 совпадения, Одновременно ударные импульсы, уменьшенные с помощью аттенюатора 14 в К раз, сравниваются в блоке 5 сравнения со средним значением,. виброакустического сигнала, подаваемого на первый вход блока 5 с выхода преобразователя 4 среднего значения, Каждому факту превышения ослабленным ударным импульсом среднего значения виброакустического сигнала соответствует появление на выходе блока 5 сравнения электрического импульса, который поступает на второй вход второго блока 12 сопряжения (для формирования импульса передачи кода длительности534Ца первом этапе организуют циклы измерения и запоминания длительностей до каждого ударного импульса сначалом отсчета от первого ударногоимпульса в цикле и сдвигом для следующего цикла начала отсчета до следующего ударного импульса.На втором этапе производят анализ повторяемости длительностей между ударными импульсами каждого цикла, определение соответствующих им амплитуд ударных импульсов и формирование массивов амплитуд для каждой пов-: торяющейся длительности между ударными импульсами и принимают решение о техническом состоянии подшипника качения (подшипникового узла) .Эти операции выполняются по заданному алгоритму в ИВК анализатора 3 на основе программного управления обработкой информации с помощью микропроцессора и составных частей ИВК.Полученный результат анализа из анализатора 13 выдается на индикатор 15 либо обобщающим показателем "Исправен-неисправен", либо в дифференцированном виде с указанием технического состояния отдельных деталей подшипника, При этом значение нормированной длительности свидетельствует о виде дефекта, а значение амплитуд и функция распределения амплитуд - о величине и характере дефекта.Предлагаемое устройство повышает достоверность диагностирования при одновременном действии в подшипнике каченид нескольких дефектов, что достигается реализацией метода анализа динамических процессов в амплитудно-временной области путем циклического измерения нормированной (относительно периода вращения приводного вала механизма длительности между ударными импульсами и определения в каждом последующем и предыдущих циклах измерения повторяющихся длительностей. Устройство для виброакустической диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные датчик 1 фильтрусилитель р пре образователь среднего значения и блок сравнения, генератор импульсов и измеритель длительности, а также индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я 133 Овременного интервала в анализатор 13и подготовки измерителя 8 длительности к очередному измерению), а такжена второй вход блока 6 совпадениядля подтверждения значимости моментаэкстремума и формирования по сигналус выхода блока 6 сравнения через третий вход первого блока 1 сопряженияи его четвертый выход сигнала на раз Орешение пуска АЦП 10. Таким образомАЦП 1 О преобразует в код амплитудутолько тех ударныхимпульсов, которыепревысили в заданное число раз сред-нее значение виброакустического сигна ла. Это обеспечивает исключение избыточности без потери необходимой частиинформации виброакустического сигнала при изменении его амплитуды в широком динамическом диапазоне, После20получения кода амплитуды АЦП 1 О выдает на первый вход первого блока 11сопряжения значение этого кода, ана второй его вход - сигнал Конец11преобразования, по которому формируется сигнал "Сброс" на первом выходеблока 11 сопряжения, которым устанавливается в исходное положение дискриминатор 9 экстремумов путем подачиего на второй вход дискриминатора 9. 30С приходом очередного ударного импульса, превысившего среднее значениепо сигналу с выхода блока 5 сравнения второй блок 2 сопряжения передаеткод длительности между ударными импульсами с выхода блока 8 на третийвход анализатора 13 повторяемостивременных интервалов, а на четвертыйвход анализатора 13 с третьего выходаблока 12 сопряжения передаются команды управления на запись данной информации, Аналогично на первый входанализатора 13 с второго выхода блока 11 сопряжения в такт моментам экстремумов передаются коды амплитуды 45ударных импульсов, а на второй входанализатора 13 с третьего выходаблока 11 сопряжения - команды управления на запись информации об амплитуде ударных импульсов. 50 Формула изобретенияВ результате в анализаторе 13 запоминается массив отсчетов амплитудударных импульсов и нормированныхдлительностей между ними, полученный за время, равное заданному числупериодов вращения приводного вала.После этого осушествляют анализдлительностей между ударными импульсами в два этапа,13340 Составитель В.ПучинскииОгар Техред М.Ходанич Корректо едакт рня Заказ 3957/41Тираж 776 НИИПИ Госупо делам , Москва,Подписноеомитета СССРоткрытий рственногозобретений. тем, что, с целью повышения качества диагностики при одновременном действии нескольких дефектов, оно снабжено последовательно соединенными5 дискриминатором экстремумов аналогоцифровым преобразователем, блоком совпадения и анализатором повторяемости временных интервалов, при этом входы блока совпадения соединены 10 соответственно с вторым выходом дискриминатора экстремумов и выходом блока сравнения, а выход - с вторым входом первого блока сопряжения, второй и третий выходы которого соот ветственно соединены с вторыми входами дискриминатора экстремумов и 53ваналого-цифрового преобразователя, вход и выход второго блока сопряжения соединены соответственно с выходом и вторым входом измерителя длительности, а вторые вход и выход соединены соответственно с выходом блока сравнения и вторым входом анализатора повторяемости временных интервалов, вход аттенюатора соединен с выходом усилителя, а выход - с вторым входом блока сравнения, при этом выход усилителя также соединен с вторым входом дискриминатора экстремумов, а выход анализатора повторяемости временных интервалов - с входом индикатора.