Способ виброакустической диагностики подшипников качения

(19) 5 6 01 М 13/04 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ЗОБРЕТЕНИЯ ПИСАН К ПАТЕНТУ Изобретение относится к диагностике элементов механизма, измеряют диапазон подшипников каченйя и подшипниковых уз- частот выделенных составляющих и по его лов, преимущественно буксовых узлов же- величине судят о состоянии подшипнйков. лезнодорожного подвижного состава, и Однако известный способ не позволяет может быть использовано при техническом производить диагностику с локализацией обслужйвайии и ремонте машин, механиз- дефектов в собранном подшипнике, так как мов и транспортных средств.спектр-вибрации подшипников представляИзвестен способ диагностики подшип- ет собой высокочастотные-модулированные ников качения, по которому измеряют амп- сигналы с большим числом гармоник и сублитудный спектр вибрации механизма сгармойик,чтоатрудняетосущвствлять,кондиагностируемыми подшйпниками,выделя- троль техййческого.состояния подшипника ют составляк)щие спектра вибрации под- по величине измеренного диапазона частот шип ников, не совпадающие с . выделенных составляющих и определять составляющими спектра вибрации других . место дефекта и его величину. Указанные(71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта(73) Омский ийститут инженеров железнодорожного транспортэ(56) Авторское свидетельство СССР М 890110, кл. О 01 М 13/04, 1981.(54) СПОСОБ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам диагностики подшипников качения и подшипниковых узлов, преимущественно буксовых узйов железнодорожного подвижного состава, и может быть использовано при техническом обслуживании и ремонте машин, механизмов и транспортйыхсредств. Сущность изобретения: регистрируют сигнал вибрации испытуемого вращающегося нагруженного подшипника, измеряют ампли- . тудный спектр вибрации, выделяют составляющие спектра вибрации элементов подшипника, измеряют диапазон частот выделенных составляющих и сдвиг этих частот и по их величинам судят о состоянии элементов подшипника, затем меняют направление вращения подшипника на противоположное и, сравнивая наибольшие амплитуды составляющих спектра; принадлежащих соответствующим элементам подшипника, с первоначальными значениями, заключают, что дефект расположен в элементе со стороны направления движения подшипника, если при этом сравниваемые амплитуды составляющих больше первоначальных, и со стороны противоположного направления движения, если сравниваемые амплитуды составляющих мейьше первоначальных, и по значению результата сравнения оценивают параметры дефекта, 1 табл., 4 ил.10 .второй выход которого соединен с входом 15 20 25 30 40 45 50 причины снижают эффективность.диагностирования подшипников,Целью изобретения является повышение эффективности диагностирования,Цель достигается тем, что по способу 5виброакустической диагностики подшипников качения, основанному на измерении амплитудного спектра вибрации элементовпоДшипнЫайри вращении его под нагрузкой и выдеЛении составляющих спектравибрации в заданных диапазонах частот,дополнительно измеряют амплитудныйспектр вибрации элементов подшипникапри обратном вращении, выделяют составляющие этого спектра в заданном диапазоне частот, определяют сдвиг частотсоставляющих относительно эталонногозначения и по величине сдвига частот судято наличии дефекта, по величине сравнениямаксимальных значений амплитуд составляющих спектра вибрации подшипника припрямом и обратном вращении определяютместо дефекта и его величину,На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для осуществленияпредложенного способа; на фиг. 2 показансепаратор с трещинами в уголках с однойстороны перемычки; на фиг, 3 - спектрограммы вибрации подшипника, соответствующие. снизу - вверх) эталонномуподшипнику с трещинами в сепараторе наодной поверхности его перемычки при прямом вращении и подшипнику с тем же дефектом, но при обратном вращении; на фиг.4 - график зависимости разности максимальных амплитуд при прямом и обратномвращении от величины дефекта,Устройство содержит объект 1 диагностирования, вибродатчик 2, усилитель 3,анализатор 4 спектра, задатчик 5 амплитудного спектра эталонного подшипника, блок6 измерения сдвига частот, пороговое устройство 7, индикатор 8, блок 9 управления,ячейку 10 памяти, коммутатор 11, блок 12вычитания, блок 13 определения знака,блок 14 выделения модуля. Объект 1 диагностирования включает в себя подшипник сприводом вращения. При этом объект 1 диагностирования, вибродатчик 2, усилитель. 3, анализатор 4 спектра, блок 6 измерениясдвига частот и пороговое устройство 7 соединены последовательно. Выход задатчика 5 амплитудного спектра эталонногоподшипника подключен к опорному входублока 6, Выходы порогового устройства 7, 5блока 13 определения знака. и блока 14 выделений модуля присоединены к соответствующим входам индикатора 8, Входыблоков 13 и 14 объединены и подключены квыходу блока 12 вычитания, два входа которого соединены с соответствующими выходами коммутатора 11. Последний управляющим входом связан с первым выходом блока 9 управления, первым информационным входом подключен к выходу ячейки 10 памяти, вторым - к выходу анализатора 4 спектра. Ячейка 10 памяти подключена первым входом к выходу анализатора 4 спектра, вторым к первому выходу блока 9 управления,объекта 1 диагностирования.Способ осуществляется следующимобразом,Подшипник приводят во вращение, вибродатчик 2 преобразует вибрацию в электрический сигнал, который после усиления в усилителе 3 разлагают анализатором 4 спектра на амплитудные спектры, соответствующие каждому элементу подшипника, и запоминают их в ячейки 10 памяти, Затем эти амплитудные спектры в блоке 6 измерения сдвига частот сравнивают с амплитудными спектрами эталонного подшипника от задатчика 5 и измеряют сдвиги частот выделенных составляющих для каждого элемента подшипника, По величинам этих сдвигов с помощью порогового устройства 7 и индикатора 8 судят о дефектном или бездефектном состоянии подшипника, Затем осуществляют локализацию дефекта. Для этого изменяют направление вращения на обратное с помощью блока 9 управления и анализатором 4 спектра разлагают амплитудные спектры вибрации элементов диагностируемого подшипника, Используя блок 9 управления, осуществляют одновременное включение ячейки 10 памяти и коммутатора 11, который подключает блок 12 вычитания, на первый вход которого подают амплитудные спектры, принадлежащие соответствующим элементам подшипника при вращении его в обратном направлении, а на второй - эти же спектры при прямом направлении вращения, Результат сравнения поступает одновременно в блок 13 определения знака и в блок 14 выделения модуля. Блок 13 определяет знак результата сравнения, а блок 14 выделяет результат сравнения без учета знака, В итоге, если знак результата сравнения положительный,то дефект расположен в элементе подшипника со стороны направления движения обратного вращения подшипника, а если знак результата отрицательный, то дефект расположен со стороны противоположного направления движения обратного вращения подшипника.Для подтверждения эффективности предложенного способа рассмотрим подшипник с наиболее опасным и труднорас1787269 10 7ных диапазонах частот и судят о состоянии элементов подшипника, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что; с целью повышения эффективности диагностирования, дополнительно измеряют амплитудный спектр вибрации б элементов подшипника при обратном вра щении, выделяют составляющие этого спек.тра в заданном диапазоне частот,определяют сдвиг частот составляющих относительно эталонного значения, по сдвигу частот судят о наличии дефекта, по сравнению максимальных, значений амплитуд составляющих спектра вибрации подшипника при прямом и обратном вращениях определяют место дефекта и его параметры.1787269 орректор С,Шекмар Редактор Заказ 273 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 415 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель Техред М.Мо огданонтал