Способ контроля состояния подшипников качения и устройство для его осуществления

СОЮЗ СО 8 ЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК П 9) (И) 1 М 13/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ к виброжет быть состояни- повьпеос тоя ння ЛЬ СОСТОЯ разност ныхи о ельнореднеГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВ(71) Ижевский механический институт(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относитс измерительной технике и м использовано для контроляподшипников качения. Цельние точности определенияподшипников качения. Конт ия подшипника ведется поиковых значений положител цательных полуволн. Пар нтроль ведется по разно квадратических значении положительных и отрицательных полуволн, а также по разности полученных значений разностей. Вибросигнал нормируется по пиковому значению в полосе информативных частот от кГц и выше и детектируется при помощи пиковых и среднеквадратических детекторов положительных и отрицательных полуволн ударного импульса. Далее при помощи злектрометрических вычитателей определяется разность пиковых значений и параллельно - разность среднеквадратических значений полуволн, а также определяется разность этих разностей. Все три значения разностей при аф помощи режимного переключателя последовательно выводятся на индикатор. Способ позволяет определить величину дефекта по первой разности, количество дефектов и их протяженность - по второй, сделать заключение о степени износа подшипника - по третьей. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.ЗО Изобретение относится к виброизмерительной технике и предназначено для контроля состояния подшипников качения в процессе эксплуатации,Цель изобретения - повышение точ 5 ности определения состояния подшипников качения.Сущность способа заключается в том, что производят автонормирование сигнала вибрации по пиковому его значению. Нормирование сигнала необходи-. мо для приведения сигналов вибрации подшипников, различных по уровню, к выбранному единичному уровню для дальнейшей их обработки. Реальный инФормативный спектр вибрации подшипников для контроля их состояния составляет полосу частот от 1 кГц и выде, так как низкочастотные колебания ниже 1 кГц вносят большие помехи, связанные с дисбалансом валов, работой близко расположенных механизмов с зубчатыми передачами и т.д. Сущность способа заключается также в том, что контроль ведут по разности пиковых . значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов, по разности среднеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов и по разности результирующих значений разностей пиковых значений положительных и отрицательных полуволн и разности среднеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн уцар"35 ных импульсов. Разность пиковых значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов позволяет судить о величине дефекта, поскольку она возникает при появлении дефекта в подшипнике (скол йа телах качения, раковина на дорожке качения и т д.) и растет пропорционально увеличению дефекта. Разность среднеквадратичес" ких значений указывает на протяжен ность дефекта или увеличение количества дефектов. Увеличение раэностч среднеквадратических значений пропорционально удлинению раковины на дорожке качения, увеличению протяжен- щ ности трещины или увеличению количества единичных дефектов как на телах, так и на дорожках качения. Разность значений разности пиковых значений отрицательных и положительных полу волн и среднеквадратических значений положительных и отрицательных полу- воли ударного импульса рактеризует стадии работы подшипника, При большои разности между пиковыми значениями и большой разности среднеквадратических значений разность значений указанных разностей практически равна или близка нулю и указывает на то, что подшипник работает в аварийном режиме и близок к разрушению.На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления способа,Устройство содержит последователь " но соединенные вибропреобразователь 1, согласующий усилитель 2, фильтр 3 верхних частот, блок 4 автонормирования, пиковый детектор 5 отрицательных полуволн ударных импульсов, пиковый детектор 6 положительных полуволн ударных импульсов, детектор 7 средне- квадратических значений положительных полуволн ударных импульсов, детектор 8 среднеквадратических значений отрицательных полуволн ударных импульсов, злектрометрический вычитатель 9 пиковых значений положительных и отрицательных полуволн ударных импуль-. - сов, электрометрических значений положительных и отрицательных полувопн ударных импульсов, электрометрический вычитатель 10 среднеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн импульсов, электрометрический вычитатель 11 разностей пиковых значений положительных и отрицательных полуволн ударНых импульсови среднеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов режимный переключатель 12, индикатор 13, причем входы пикового детектора 5 отрицательньлс полуволн ударных импульсов, пикового детектора 6 положительньгх полуволн ударных импульсов, детектора 7 среднеквадратических значений положительных полуволн ударных импульсов, детектора 8 среднеквадратических значений отрицательных полуволн ударных импульсов соединены с выходом блока 4 автонормирования, а выходы пикового детектора 5 отрицательных полуволн ударных импульсов и пикового детектора 6 положительных полуволн ударных импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами электрометрического вычитателя 9, выходы детектора 7 срецнеквадратических значений положительных полуволн ударных импульсов и детектора 8 среднеквадратических значений отрицательных полуволн ударных импульсов соединены соответствен 3 141 но с первым и вторым входами электро- метрического вычитателя 10, выходы электрометрических вычитателей 9 и 10 соединены соответственно с первым и вторым входами электрометрического вычитателя 11 и первым и вторым входами режимного переключателя 12, выход электрометрического вычитателя 11 соединен с третьим входом режимного переключателя 12, а выход режимного переключателя 12 соединен с входом индикатора 13.Способ осуществляется следующим образом.С закрепленного на корпусе подшипника вибропреобразователя 1 электрический сигнал, пропорциональный уровню вибрации подшипника, усиливается согласующим усилителем 2 и подается на вход фильтра верхних частот, с помощью которого срезаются низкочастотные составляющие спектра вибрации ниже 1 кГц, не несущие информации о состоянии подшипника, Далее сигнал поступает на блок 4 автонормирования, где производится нормировка сигнала по пиковому его значению. С выхода блока 4 сигнал поступает одновременно на пиковый детектор 5 отрицательных полуволн ударного импульса, пиковый детектор б положительных полуволн ударного импульса, детектор 7 средне- квадратических значений положительных полуволн ударного импульса, детектор 8 среднеквадратических значений отрицательных попуволн ударного импульса. Сигнал, сйимаемый с пикового детектора 5 отрицательных полуволн ударных импульсови пикового детектора 6 положительных полуволн ударных импульсов, поступает соответственно на первый и второй входы электрометрического вычитателя 9, а с выхода электрометрического вычитателя 9 на первый вход режимного переключателя 12 и первый вход электрометрического вычитателя 11.В положении "1" режимного переключателя 12 сигнал с электрометрического вычитателя 9 поступает на индикатор 13. Сигналы, снимаемые с детектора 7 среднеквадратических значений положительных полуволн ударных импульсов и детектора 8 среднеквадратических значений отрицательных полу- волн ударных импульсов поступают соответственно на первый и второй входы электрометрического,вычитателя 10, а с выхода электрометрического вычи 8590тателя 10 на второй вход режимногопереключателя 12 и второй вход электрометрического вычитателя 11,В положении "2" режимного переключателя 12 сигнал с выхода электрометрического вычитателя 10 поступает 10 15 20 25 303540 45 50 на индикатор 13Сигнал, снимаемый с выхода электрометрического вычитателя 11, поступает на третий вход режимного переключателя 12, на индикатор 13 этот сигнал поступает в па" ложении "3" режимного переключателя 12. По стрелке индикатора 13 отсчитывают разностный сигнал положительных и отрицательных пиковых значений ударных импульсов, разностный сигнал положительных и отрицательных средне- квадратических значений ударных импульсов и разность разностных пиковых отрицательных и положитспьных значений ударных импульсов и разностных среднеквадратических отрицательных и положительных значений ударных импульсов, пропорциональных величине дефекта в подшипнике.При снятии показаний возможны три характер ных случая.Первый случай. Разности между пиковыми значениями положительных иотрицательных полуволн ударного импульса и среднеквадратическими значениями положительных и отрицательных полуволн ударного импульса в делениях шкалы относительно невелики и соизмеримы, т,е. разность между разностями пиковых значений положительных и от"рицательных полуволн и среднеквадратическими значениями положительныхи отрицательных полуволн ударного импульса близка к нулю или незначительно от него отличается - это говорит о том, что подшипник работает в нормальном режиме и не имеет дефекта. Относительный рост показаний в этом случае указывает на появление мелкой сыпи вследствие, например, усталостного выкрашивания или загрязнения смазки.Второй случай. Разность между пиковыми значениями положительных иотрицательных полуволн ударного импульса несоизмеримо больше разности между среднеквадратическими значениями положительных и отрицательных полуволн ударного импульса, и, как следствие, велика разность между разностями пиковых значений положительныхи отрицательных полуволн и средне 1418590квадратическими значениями положительных и отрицательных полуволн ударного импульса - это говорит о том, что в Подшипнике имеется единичный небольШой дефект на дорожках или телах ка 5 Че ния.Третий случай. При развитии дефека и появлении новых дефектов разость среднеквадратических и пиковых начений положительных и отрицательНых полуволн ударных импульсов воз" растает, а разность между разностями Пиковых значений положительных и отрицательных полуволн и срецнеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн ударного импульса уменьшается, а когда она приблизится к нулю, это указывает на то, то подшипник работает в аварийном ежиме, дефекты в нем значительны.Положительный эффект от применения зобретения заключается в повышении очности определения состояния подипников на ранней стадии появленияних дефектов, а значит, и более точного расчета остаточного ресурса Работы подшипника, в исключении аваРийных выходов из строя Подшипников, находящихся под периодическим контРолем, а значит, и в сокращении внеплановых простоев машины, а также в большей эффективности планово-предупредительных ремонтов, скорректированНых в соответствии с показаниями прибора, а значит, и в сокращении мате 1 иальных затрат и времени ремонта. Формула изобретения 1. Способ контроля состояния под 4 О шипников качения, заключающийся в том, что измеряют сигнал вибрации подшипника, производят автонормирование по пиковому значению сигнала вибрации, измеряют пиковое значение45 в полосе частот 1/3 октавы с центральной частотой, уровень ограниченности частотного спектра вибрации.на которой по среднему абсолютному зна" чению составляет 0,28 величины авто"5 О нормированного сигнала, и определяют состояние подшипника по пиковому значению сигнала вибраций, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения состояния подшипников, измеряют разности пиковых значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов для определения величины дефекта, измеряют разности среднеквадратических значений положительных и отрицательных полунолн ударных импульсов для определения количества дефектов и их протяженности и измеряют разность результирующих значений, разности пиковых значений положительных и отрицательных полуволн и разности среднеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов для определения степени износа подшипника.2. Устройство для контроля состояния подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, согласующий усилитель, фильтр верхних частот, блок автонормирования, режимный переключатель, индикатор, отличающееся тем, что в него введены детекторы пиковых значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов, детекторы среднеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн ударных импульсов, первый., второй и третий электрометрические вычитатели, причем входы детекторов пиковых значений полуволн и детекторов среднеквадратических значений полуволн соединены с выходом блока автонормирования, выходы пиковых детекторов положительных и отрицательных полуволн соединены соответственно с первым и вторым входами первого электрометрического вычитателя, выходы детекторов среднеквадратических значений положительных и отрицательных полуволн соответственно соединены с первым и вторым входами второго электрометрического вычитателя выходы первого и второго электрометрических вычитателей соответственно соединены с первым и вторым входами третьего электрометрического вычитателя и с первым и вторым входами режимного переключателя, выходы третьего электрометрического вычитателя соединены с третьим входом режимного переключателя.1418590 Составитель В. БродягинТехред Л. Олийнык Корректор М.Шароши Редактор Е.Пап О Тираж 847ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушская Заказ 4146/4 Подписноетета СССРкрытийнаб., д, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная