Устройство для диагностики подшипников качения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл 2 С 01 М 13/04 Государстаеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(7) Заявитель Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГЙОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯИзобретение 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 другойс блоком определения вероятности дефекта подшипникаи 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 игенератором эталонной частоты, выход которого соединен со вторым входом частотного дискриминатора, приэтом вход фильтра частоты вращениясоединен со вторым выходом вибропреобразователя, а выход блока перестройки частотного анализатора - совторым входом многоканального ана-лизатора синхронного детектирования.Устройство поясняется чертежом.Устройство содержит посЛедовательно соединенные.вибропреобразователь1, усилитель 2, многоканальный частотный анализатор 3 синхронного детектирования, режимный переключатель4 и фильтр 5 частоты вращения, частотный дискриминатор 6, блок 7 пере О .стройки частотного анализатора и генератор 8 эталонной частоты, Режимныйпереключатель 4 обеспечивает работуустройства в режимах 1 распознаванияф и 1 фобучення, он соединяетвыход анализатора 3 в первом режимес последовательно соединенными блоками - запоминающим блоком 9, сумматором 10, пороговым блоком 11 ицифровым преобразователем-указате- ЗО лем 12, а во втором режиме - с последовательно 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 б, вход фильт. ра 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 15разом. В режиме разпознавание дефекта вибропреобразователь 1 преобразует вибрацию диагностируемого подшипникового узла в электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 и поступает на частотный анализатор 3 . Одновременно электрический сигнал вибропреобраэователя 1поступает на Фильтр 5 частоты вра" щения, который из спектра вибрации подшипника качения пропускает только сигнал на частоте вращения. Этот сигнал поступает на частотный дискриминатор 6. Сюда же постунаетсигнал эталонной частоты (например,номинальной частоты вращения подшипника), вырабатываемый генератором 8 эталонной частоты.Частотный дискрнминатор б вырабатывает сигнал, пропорциональныйразности сигналов на входах, которыйв свою очередь поступает в блок 7перестройки частотного анализатора,который предназначен для выработкиэлектрических сигналов управлениядвигателями перестройки каналов частотного анализатора 3 синхронногодетектирования с учетом различныхтипоразмеров подшипников качения иизменения скорости их вращения. Вданном блоке производится расчетинФормационных частот в зависимости от типоразмеров подшипника кажения и скорости его вращения. Так,например, для приборных шарикоподшипников Формулы для расчета информационных частот имеют вид:4 Ю= ра Я 1 С,щ =рщ (ю-юс),где р = О, 1, 2;щ - число шариков в исследуемомподшипнике; Щ, угловые скорости вращениявнутреннего кольца и сепаратора подшипника.В соответствии с Формулами расчета информационных частот блок формирует электрические сигналы, предназначенные для перестройки частотныхканалов многоканального анализатора синхронного детектирования. Перестройка каналов частотного анализаторапроизводится двигателями перестройки, входящими в состав частотногоанализатора,Многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования 3имеет п к параллельных каналов, гдепк - число информационных частот.Каждый канал анализатора автоматически настраивается на свою информационную частоту. Происходит этоследующим образом.До установки вибропреобразователя 1 на объект исследования генератор 8 эталонной частоты настраивается на номинальную частоту вращенияподшипника качения Так как сигналс вибропреобразователя 1 отсутствует, то частотный дискриминатор б выдает на блок 7 перестройки частотного анализатора сигнал, пропорциональный номинальной частоте вращенияподшипника, Блок перестройки частот"ного анализатора в соответствии сФормулами для определения информационных частот производит их расчетдля значения номинальной частоты вращения подшипника и Формирует электрические сигналы, пропорциональные значениям информационных частот, которые и отрабатываются в частотноманализаторе 3 его двигателями перестройки, Таким образом, до установки вибропреобразователя 1 на объектисследования каждый канал частотногоанализатора 3 настраивается на своюинформационную частоту, соответствующую номинальному значению частотывращения подшипника качения, Послеустановки вибропреобразователя 1на объект исследования при равенстве частоты вращения подшипника ееноминальному значению сигналы с выхода блока 7 перестройки частотногоанализатора равны 0 и перестройкичастотных каналов анализатора непроисходит, При отклонении частотывращения подшипника от номинальногозначения блок 7 перестройки частотного анализатора вырабатывает сигналы, пропорциональные отклонению,которые отрабатываются двигателямиперестройки частотного анализатора.Так обеспечивается возможность анализа нестационарных (квазистационарных) режимов работы подшипников.При поступлении на многоканальныйчастотный анализатор 3 синхронногодетектирования полиГармоничного сигнала вибропреобразователя 1, усиленного усилителем 2, каждый канал анализатора пропускает Ъолько сигнална своей информационной частоте.Эти сигналы через режимный переключатель 4, находящийся в положениифраспознавание.ф, поступает в заломинающий блок 9, При поступлениисигнала вибрации на определенной инФормационной частоте в запоминающемб 96 330 блоке 9 открывается ключ, соответствующий этой частоте, и на соответствующий вход сумматора 10 подаетсяединичное напряжение х( = 1, Сумматор 10 вычисляет эначейие дискриминантной функции в соответствии с формулой9(х) = Ев.х +вк5И+1кгдето ,и,. - весовые коэффициенты инк формационных частот дляопрецеления к-го видадефекта;1 - если на 1-ой информационной частоте присутствуетХ= вибрация исследуемого объекта,0 - если на 1"ой информационной частоте отсутствуетвибрации исследуемогообъекта;пк- количество информационных частот,Значения весовых коэффициентовинформационных частот определяютсяв блоке определения вероятности дефекта подшипника 1 Э и вводятся всумматор 10 блоком ввода вероятности дефекта 14 при работе устройства 25в режиме обучение, рассматривае-.мом ниже. Напряжение с сумматора 10,знак которого соответствует знакудискриминантной функции, поступаетв пороговый блок 11, который авализирует присутствие или отсутствиедефекта к-го вида в диагиостируемзмподшипниковом узле, причем решениепринимается следующим образом; еслиус(х)О, то дефект присутствует,если цх)О, то дефект отсутствует. В конце анализа, если дц(х)О,на выходе порогового блока 11 появляется импульс, который Фиксируетна цифровом преобразователе-указателе 12 наличие к-го вида дефекта в40диагностируемом подшипниковом узле. Формула изобретения Устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, многоканальный частотный анализатор синхронного детектирования, режимный переключатель, один выход которого соеди" нен 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 дискршиВ режиме фобучение вибропреобразователь 1 преобразует вибрациюэталонного объекта с технологическими погрешностями изготовления и сборки подшипникового анализатора 3,фильтра 5 частоты вращения, частотного дискриминатора 6, блока 7 перестройки частотного анализатора игенератора 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 велйчин Р( и Ч в соответствии с формук.ламии к ю60Р е шР Цфк1 кИ,МР (Ап) 65 где М - общее число эталонных объектов;И - количество эталонных объектсв, содержащих К-й вид деФекта т,е, принадлежащихАп классу;п - число эталонных объектов класса Аи , для которых х = 1)в - число эталонных объектовкласса А и, для которых х 1.Класс А, включает эталонные объекты, не содержащие к-ый вид дефекта;Р(А) - априорная вероя:ностьпоявления объектов с И-ымвидом дефекта.На основе определенных Р. и д,кв блоке определения вероятности деФекта подшипника 13 производитсявычисление весовых коэффициентовинформационных частот в соответствии с формуламищке к к0 Р"ЕЗ("-Ф,) -Ер);-ЕдР-Рк);пн = еГР(А н)-ед 11-Р(АИ 1+к+ Х". СЕ-Р")-Е( к 3Сигналы, пройорциональные весовым коэффициентам, преобразуютсяв двоичный код и поступают в блок 14ввода вероятности дефекта, где преобразуются в число импульсный код.Полученные импульсы через коммутаторы управляют шаговыми двигателями,вращающими потенциометры, которыевходят в состав сумматора 10, изменяя его коэффициент передачи итем самьщ обеспечивая учет весовыхкоэффициентов при вычислении дискри-,минантной Функции,, ЦЯИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Х, Раушская наб., д. 4/5 Заказ Филиал ППППатент, г, Ужгород, ул, Проектная натора, при этом вход фильтра частоты врашения соединен со вторым выходом вибропреобраэователя, а выходблока перестройки частотного анализатора - со вторым входом многоканального анализатора синхронного детектирования. И:точники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Р 2306397/27,кл. С 01 М 13/04, 29.12.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.