Устройство для прогнозирования ресурса работы механических систем

(46) 30.07.86. Бюл. В 28 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) Авторское свидетельство СССР 9 717665, кл, С 01 Р 21/00, 1974.Авторское свидетельство СССР У 540186, кл,. С 01 М 13/04, 1975.Авторское свидетельство СССР У 659923 кл. С 01 Х 13/04, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА РАБОТЫ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к области вычислительной Техники и позволяет с высокой точностью диагностироватьресурс работы механических систем,в частности подшипников. Устройствосодержит вибропреобразователь 1 механических колебаний в электрическийсигнал, усилитель 2, частотный анализатор 3, блок 4 компараторов, элемент ИЛИ 5, счетчик 6 дефектов, ключ7 генератор 8 качающейся частоты,счетчик 9 меток, программируемый дешифратор 10, три элемента И-НЕ 11,25, 26, первый и второй регистры12, 13, формирователь 14 задержанного импульса, вычитатель 15, делитель 16, накапливающий сумматор17, блоки 18, 19, 20 задания порогаизноса, инвертора коррекции и количества циклов коррекции, генератор24 временных интервалов, счетчики27 и 28 времени ресурса и циклов124789 коррекции, В дешифраторе 10 предварительно устанавливаются характерные для данной механической системы информационные частоты. Генератор 8 вшдает метки частоты на счетчик 9 и качающуюся частоту - на анализатор 3, Превышение сигналом с выхода анализатора заданного в блоке 4 порога фиксируется через элемент ИЛИ 5 счетчиком 6. После каждого периода раз,вертки качающейся частоты дешифратор 10 вырабатывает признак "конец анализа", по которому происходит 7считывание информации со счетчика6 в регистр 12, которая затем переписывается в регистр 13. Далее происходит вычисление разности. междудвумя последовательными значениямидефекта в вычислителе 15. После нормирования в делителе 16 получаемыеразности накапливаются в сумматоре1. Вычисления производятся до достижения содержимого сумматора 17значения порога изно аВ течениеэтого времени счетчик 27 фиксируетресурс работы системы. 2 ил.Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано для прогнозирования ресурса работы механических систем.Целью изобретения является повышение точности прогнозирования ре" сурса работы механических систем.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 временные диаграммы его работы.Устройство содержит (фиг. 1) вибропреобразователь 1, усилитель 2 частотный анализатор 3, блок компараторов 4, элемент ИЛИ 5, счетчик б дефектов, ключ 7, генератор 8 кача" ющейся частоты, счетчик 9 меток, программируемый дешифратор 10, первый элемент И-НЕ 11, первый и второй регистры 12 и 13, формирователь 14 задержанного импульса, вычитатель 15, делитель 16, накапливающий сумматор 17, блоки 18 " 20 задания порога износа, интервала коррекции и количества циклов коррекции соответственно, с первой по третью схемы 21 - 23 сравнения, генератор 24 временных интервалов, второй и тре.тий элементы И-НЕ, 25 и 26 счетчик 27 времени ресурса и счетчик 28 циклов коррекции.Устройство работает следующим образом.Механические колебания исследуе- мого объекта преобразуются вибропреобразователем 1 в электрический сигнал, который через усилитель 2 поступает на информационный вход анализатора 3. В процессе работы 1 О 15 2 О 25 ЗО 35 анализатор 3 перестраивается генератором 8 качающейся частоты в диапазоне от 0 до 20 кГц, При перестройке анализатора 3 на 10 Гц генератор качающейся частоты 4 вырабатывает метки частоты, которые изменяют состояние счетчика 9, предварительно установленного в нулевоесостояние. Код частоты настройкипоступает на программируемый дешиф"ратор 6, который настроен на информационные частоты. При совпаденииодной из информационных частот стекущей частотой перестраиваемогоанализатора 3 блок компараторов 4вырабатывает импульс, свидетельствующий,о превышении сигнала с выходаанализатора 3, порогового значения,элемент ИЛИ 5 обеспечивает поступление этих импульсов на счетчик 6.После прохождения всех информационных частот с выхода дешифратора 6подается сигнал "Конец анализа" наключ 7. Состояние счетчика 9 дефектав этот момент соответствует величине дефекта, При поступлении сигнала(фиг. 2 б), который обеспечивает перезапись данных первого измерениядефекта с первого регистра 12 во второй регистр 13. По этому же стробирующему импульсу формирователь 14задержанного импульса записывает(фиг 2 в) вновь поступившие (послеопределенного промежутка времени)данные дефекта в регистр 13. В результате на вычитатель 15 поступает4897 10 15 20 3 12 код нового дефекта с первого регистра 12 и код предыдущего измерения дефекта со второго регистра 13. Выходной код вычитателя 15 будет представлять собой разность между результатами двух измерений, т.е. будет равен приращению дефекта за интервал времени между двумя измерениями. Делитель 16 организован по табличному методу на постоянном запоминающем устройстве. Величина разности дефектов, поступающая с вычитателя .15, определяет ячейку памяти делителя 16, в которую записано частное, равное скорости износа за интервал коррекции. В результате накапливающии сумматор 17 начинает суммировать величину скорости износа по стробам, поступаю.щим с генератора 24 временных интервалов (фиг. 2 г), Синхронно с суммированием счетчик времени ресурса 27 начинает отсчитывать время ресурса по сигналам (фиг. 2 г), поступающим с генератора временных интервалов 19. Величина суммы скорости износа изменяется по закону, представленному на фиг. 2 д. При поступлении нового импульса "Конец анализа" происходит смена вновь поступивших данных в первом регистре 12 и во втором регистре 13. Следовательно, на вход накапливающего сумматора 17 поступает скорректированная величина скорости износа, и суммирование дефекта в накапливающем сумматоре 17 идет по скорректированной кривой (фиг. 2 д), Таким образом, апроксимируется закон. изменения скорости износа. В схеме 21 производится сопоставление дефекта, полученного в накапливающем сумматоре 17, с предельной величиной дефекта, поступающего с блока 18 задания порога износа 18. При превышении порога схема 25 выдает нулевой уровень, запрещающий прохождение сигнала генератора 24 временных интервалов на счетчик 27 времени ресурса. Количество импульсов, накопленное в счетчике 27 времени ресурса, с момента поступления первого импульса "Конец анализа" (фиг. 2 а) до момента превышения порога соответствует времени ресурса работы исследуемого объекта, значение которого представлено кодом на выходе счетчика 27 времени ресурса, В блоке 19 задания интервала коррекции выставляется время коррекции, которое сравнивается с интервалом времени, просчитанным на счетчике 27 времени . ресурса, При прохождении времени, равного интервалу коррекции, вырабатывается импульс, поступающий на счетчик 28 циклов коррекции, который считывает число интервалов коррекции. Счетчик 28 циклов коррекции при совпадении числа циклов с эаданным числом счетчика устанавливает ,на. стробирующем выходе нулевой уровень и тем самым запрещает останавливаться и одновременно дальнейшее изменение состояния первого регистра 12 и второгорегистра 13. Формула изобретения Устройство для прогнозирования ресурса работы механических систем,.содержащее вибропреобраэователь,усилитель, частотный анализатор,блок компараторов, генератор качающейся частоты, генератор временныхинтервалов, счетчик меток, счетчикдефектов и счетчик времени ресурса,ключ, программируемый дешифратор,выход вибропреобраэователя подклю чен через усилитель к информационному входу частотного анализатора,вход развертки которого подключен квыходу качающейся частоты генератора качающейся частоты, выход импульсов меток частоты которого подключен к счетному входу. счетчикаметок, выход которого подключеН кинформационному входу программируемого дешифратора, вход управления 40 программированием которого являетсявходом задания информационных частот устройства, первый и второй информационные входы блока компараторов подключены к выходам частотного 45 анализатора.и программируемого дешифратора, выход признака окончанияанализа которого подключен к управляющему входу ключа, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 50 повышения точности прогнозированияресурса работы механических систем,в него введены элемент ИЛИ, первыйи второй регистры, вычитатель, делитель, накапливающий сумматор, три 51 схемы сравнения, три элемента И-НЕ,формирователь задержанного импульса,блоки задания порога износа, интервала коррекции и количества цикловкоррекции, счетчик циклов коррекции, выходы блока компараторов подключены через элемент ИЛИ к счетному входу счетчика дефектов, выход которого подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к информационному входу первого ре гистра, выход которого подключен к информационному входу второго регистра и к входу уменьшаемого вычитателя, вход вычитаемого вычитателя подключен к выходу второго регистра, вход, синхронизации которого соеди" нен через формирователь задержанного импульса с выходом первого элемента И-НЕ и входом синхронизации первого регистра, выход вычитателя подключен к выходу делимого, целителя, вход делителя которого является входом задания интервала коррекции, выход делителя подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу первой схемы сравнения, инверсный выход признака равенства которой подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу синхронизации накапливающего сумматора и к счетному входу счетчика времени ресурса, выход которогоявляется выходом значения времениресурса устройства и подключен кпервому информационному входу второй схемы сравнения, инверсный выход признака равенства которой подключен к первому входу третьего эле О мента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ и к счетному входу счетчикациклов коррекции, выход которого является выходом числа циклов коррек ции устройства и подключен к первомуинформационному входу третьей схемысравнения, инверсный выход признакаравенства которой подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ выФ 2 О ход генератора временных интерваловподключен к второму входу второгоэлемента И-НЕ,. выход признака окончания анализа программируемого дешифратора подключен к второму вхо ду первого элемента И-НЕ, выходыблоков задания порога износа, интервала коррекции, количества цикловкоррекции подключены к вторым информационным входам с первой по третью ЗО схем сравнения соответственно, Заказ 4128/50 Тираж 671 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.