Способ диагностирования механизма

(51 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Горьковский инводного транспорта(56) Авторское свид1345087, кл, С 019титут инженеров 88.8)тельство СССР М 13/04, 1986. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к технической эксплуатации машин и можетбыть использовано для диагностирования двигателей внутреннего сгорания и других машин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение точности и снижение трудоемкости диагностирования.Для этого измеряют вибрации кинематических пар (КП), производят выделение высоких частот (ВЧ) и низкихчастот (НЧ) спектра сигнала вибрации,определяют диагностический параметр ипо сравнению его с эталонной величиной судят о техническом состоянии -Изобретение относится к технической эксплуатации машин и может быть использовано для диагностирования двигателей внутреннего сгорания и других машин.Цель изобретения - расширение функ циочальных возможностей, повышение точности и снижение трудоемкости диагностирования механизмов., 801548688 механизмов. Для определения диагнос-тического параметра выделение областей ВЧ и НЧ спектра вибрации производят по частотам разделения, определяемым из длительности соударения вКП. Это расширяет функциональные возможности диагностирования. В областиНЧ сигнал виброускорения преобразовывают в сигнал виброперемещения.Это увеличивает помехоустойчивостьпо отношению к неконтролируемым вибропомехам. Измеряют энергию сигналоввибрации, причем в области ВЧ спектра измеряют энергию сигнала виброускорения, а в области ЬЧ измеряют энергиюсигнала виброперемещения,и вычисляютотношение между ними. Верхняя граничная частота области НЧ выбираетсяравной 1,5 с, нижняя область ВЧ -равной 2/Г где , - длительностьсоударения в КП. Это увеличивает точность диагностирования, дает возможность получать унифицированные характеристики. Их можно использоватьдля диагностирования большого числамашин одной марки и модификации, врезультате чего трудоемкость диагностирования снижается. 2 ил. На фиг.1 показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемыйспособ; на фиг.2 - график, иллюстрирующий способ (Р - контролируемый па- ей раметр, Т - время, с- контролирующий диагностический показатель) .Устройство содержит вибропреобразователь-виброакселерометр 1, установленный на поверхности диагнос 1548688тируемого механизма 2, последовательно соединенные с виброакселерометром 1 фазовый селектор 3, фильтр 4верхних частот, первый квадратор 5,первый интегратор 6, причем выходфазового селектора 3 соединен с входами фильтра 4 верхних частот и фильтра 7 нижних частот, последовательносоединенные с фильтром 7 нижних частот первую 8 и вторую 9 схемы интегрирования, второй квадратор 10, второй интегратор 11, выход которогосоединен с вторым входом вычислителя 12 отношения, первый вход которого 15соединен с выходом первого интегратора б, а выход вычислителя 12 отношения соединен с входом индикатора 13Сущность предлагаемого способазаключается в следующем.Известно, что для узлов с сопрягающимися деталями (кинематическимипарами) наиболее чувствительными кизменению скорости соударения деталей, которая в свою очередь зависитот величины зазора в сопряжении,т.е. технического состояния ,механизма, является высокочастотная область спектра виброускорения. Нижнююграничную частоту Е спектра этоиобласти можно определить исходя изусловия достаточной интенсивностиамплитуд частотных составляющих 1 Р =о ф=2/7 где С - длительность соудао35рения в кинематической паре. В то жевремя уровень амплитуд частотныхсоставляющих в низкочастотной области спектра виброускорения невысок иможет быть сравним или меньше уровня 40помех от виброактивности неконтролируемых источников вибрации Поэтому.использование в качестве диагностических параметров вибрации низкочастотной области спектра виброускорения приводит к существенной погрешности диагностирования.Вто же время при соударениях вкинематических парах наиболее высокий относительный уровень частотных составляющих имеется в низкочастотной области спектра виброперемещения, К тому же амплитуда Аочастотных составляющих в этой абласти спектра виброперемещения пропор 55циональна количеству движения и,следовательно, скорости Ч соударения в степени, равной единице(А я Ч) . На основании экспериментальных результатов можно сделать вывод, что верхняя граничная частота ЙР низкочастотной области спектра вибрации может быть выбрана равной1 1= ( - . -) в .Р 2 Я ф 5В этой области спектра сосредоточена наибольшая часть энергии сигнала виброперемещения. Из определения понятия энергии, согласно которому ее величина пропорциональна квадрату амплитуд вибрации, можно сделать вывод, что отношение энергии Эсигнала Б (С) виброускорения в высокоНЧчастотной области спектра к энергии Эсигнала Бвиброперемещения в низкочастотной области спектра вибрации рмеет видЭ Ванч( ) " Ч ефНЧЯ Н.(Цоо где Ч - относительная скорость со-,оударения в кинематическойпаре;Т - время интегрирования;С - постоянная для конкретногоузла величина,Из (1) следует, что диагностический параметр М однозначно связананалитической зависимостью с относительной скоростью соударения и,следовательно, с величиной зазора вкинематической паре. Полученныйэффект позволяет получить устойчивый к влиянию неконтролируемыхфакторов диагностический параметрдля определения количественного значения структурных параметров механизмов (величину, зазора, износ, кинематическую погрешность зацепления и т.д.) .Если сравнивать текущее техничес"кое состояние узла с эталонным, тополучим параметр р, равныйМ Чо,. оээгде индекс Т соответствует текущему, а индекс Э - эталонному состоянию кинематической пары.Способ осуществляется следующим образом.Устанавливают виброакселерометр 1 на корпусе машины вблизи диагностируемого механизма 2, Сигнал виброусксрения с выхода виброакселерометра 1 поступает на вход фазового селектора5 15486 3, с помощью которого по фазе цикла действия машины вьделяется виброимпульс от сопрягающихся деталей диагностируемого узла. С выхода фазового селектора вьделенньц сигнал виброн5 ускорения поступает на входы фильтра 4 верхних частот и фильтра 7 нижних частот. Нижняя частота среза Г2 фильтра 4 выбирается исходя иэ дли тельности соударенияв. кинематической паре из выражения й= 2/0, Профильтрованный сигнал поступает с выхода фильтра 4 на первый квадратор 5 и далее на первый интегратор 6. 15 На выходе первого интегратора 6 получаем значение энергии Э сигналавчвиброускорения в выбранной области высоких частот спектра вибрации.Верхняя частота 2среза фильтра 20 7 нижних частот выбирается исходя из длительности соударения 0 из1выражения Г = С выхода фильтра 7 профильтрованный сигнал вибро ускорения поступает на первую интегрирующую схему 8 и с нее на вторую интегрирующую схему 9. На выходе второй интегрирующей схемы 9 формируется сигнал виброперемещения в 30 выбранной области низких частот спектра вибрации. С выхода схемы 9 сигнал поступает на второй квадратор 10 и далее на второй интегратор 11, на выходе которого получаем значение энергии Эсигнала вибропе 35 ремещения в выбранной области нижних частот спектра вибрации. Значения Эи Эпоступают соответственно на первый и второй входы вычисли теля 12 отношения, на выходе которого получаем диагностический параметр М=Э /Э. С выхода вычислителя 12 результат поступает на .индикатор 13 для регистрации. Определяя значения М для эталонного и текущего технического состояния диагностируемого 88 6узла, по величине Р судят о его технич ском состоянии. Длительность ., соударения в кинематической паре предварительно определяют либо расчетным, либо экспериментальным путем, например из анализа спектров вибрации вынужденных или собственных колебаний на стадии облучения диагностической системы. Для двигателей внутреннего сгорания= 0,0001-0,001 с,Ф о р и у л а изобретенияСпособ диагностирования механизма, заключающийся в том, что измеряют вибрации кинематических пар, производят вьделение высоких и низких частот спектра сигнала вибрации, определяют диагностический параметр и по сравнению его с эталонной величиной судят о техническом состоянии механизма, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональ-. ных возможностей, повьшения точности и снижения трудоемкости, вьделение областей высоких и низких частот спектра вибрации производят по частотам разделения, определяемым из длительности соударения в кинематической паре при этом в области низких частот сигнал виброускорения преобразовывают в сигнал виброперемещения, измеряют энергию сигналов вибрации, причем в области высоких частот спектра измеряют энергию сигнала виброускорения, а в области низких частот спектра измеряют энергию сигнала виброперемещения, выполняют отношение между энергиями сигналов, причем верхняя граничная частота области низких частот спектра виброперемещения выбирается равной 1/5 С, а нижняя граничная частота области высоких частот спектра виброускорения выбирается равной 2/ С, где с - длительность соударения в кинематической паре.1548688 Составитель Н.ПатрахальцевТехРед Л.Сердюкова орректор Л.Вески едактор н Подпис ное 1 аказ 1 ираж 43 ВНИИПИ ий комбинат "Патент", г. Ужгород Гагарина, 1 роизводственно-изда дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5