Способ контроля рабочего состояния машин и устройство для его осуществления

71) Заявите еверо. Западный заочный литехнический инсти ЯНИЯ МАШИСТВЛЕНИЯ ОЧЕГО СОСТ ЕГО ОСУЩ акус е того,ста.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБ И УСТРОЙСТВО ДЛИзобретение относится к области вибро тической диагностики динамических процессов в механизмах машин и может быль использо.вано для контроля рабочего состояния, с целью предупреждения аварий, как транспортных, так и уникальных стационарных мащии.Известны способы виброакустической диагностики механизмов машин 11, основанные на сравнении уровня вибрации исследуемого механизма или машины с эталонными уровня ми вибрации, которые заранее устанавливаются оператором по теоретически или экспериментально определенному закону,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ 2), при ко- тором вибрационные составляющие в определенном диапазоне частот, создаваемые испы.туемой машиной, преобразуются в электричес. кие сигналы сЪомошью акселерометра. Определ- ются пиковая амплитуда сигналов в двух опре. тЕ деленных диапазонах частот и отношение указанных сигналов. Это отношение. сравнивавтся с величиной, представляющей заранее рассчитайное теоретически или экспериментально допусти. мое отношение, позволяющее оценить, находятся ли измеренное отношение в допускаемых дяя данной машины пределах.Недостатком указанного способа является то, что оператор должен заранее установить рассвтанное теоретически или полученное экспериментально допустимое отношение виброакустических сигналов,Однако теория и практика работы машин и мехаивзмов показывает, что это допустимое отношение является переменным в течение длительной экспулатации машины из.за нормального нарастания общей вибрации машины по причине ее нормального износа. Заков на-, растания этого отношения устанавливают теоретически или экспериментально. В известном способе зто допустимое отношение устанавли. вают лишь после накопления достаточного количества статистических данных испытаний большойсерии машин этого типа, что лишает возможности контролировать работу вновь созданных машин, так как нет данных об их эксплуатационных характеристиках. Кром для накопления достаточного количества17665 На фкг. 1 обозначено;А - текущие, амплитуды вибрациокныхпараметров;Ан - амплитуды внбрационкых парамет.5 . ров замеренные на машине В момент включения устройства;й - исло оборотов вала контролируемоймашины;ЬИ - интервал, устанавливаемый на изь 4 ерй= 10теле скорости;. Ю - формированная величина конечнойразности уровней;ЬК, - интервал набега конечной разностипри нормальной работе машины И ЬКт - глтервал набега конечной разностипри выходе машины нв предаваркйный режим.Устройство для реализации предложенногоспособа представлеяо на фяг. 2. "20 В состав устройства входит вибродатчнк1, выход которого соединен через корректи рующий усилитель 2 с преобразователем ви.брацнонных сигналов во временной интервал3, выход которого подключен к схеме совка.25 деия 4 и через пиано задержки 5 к измеря.таню скорости 6, а также к второму входутриггера 7, К валу контролируемой машинытакже подключен измеритель скоросш 6, вы.ход которого включен.на первый вход триг. зО гера 7, при этом выход триггера 7 подклю. 3 7 тмстических испытаний серйи машин требуется значительный промежуток времени.Целью изобретения является повьпцение точ. ности определения момента выхода машины на предаварийный режим.Поставленная цель достигается тем, что скорость нарастания уровня вибрационных пара метров по иэмерещгым оборотам преобразуют во вреьеенной интервал, сравниваютего с временным интервалом; получейяым в -начале эксплуатации машины, и ко величине откло. нения определяют состояние машкны.Для реализации способа в язвестяое устройство введен преобразователь внбрационных параметров во временной интервал, подключенный к" выходу уСйлйтеля, выход преобразователя подключей к схеме совпадения и линю задержки, выход которой подключея ко Вттт рому входу триггера и к измерителюскорости, а выход измерителя скорости включЫ на первый вход триггера, при этом выходтриггера подключен на второй вход схемы совйадейия, выход которой связан с сигналя. затором аЬарнйной работы,Контроль рабочего состоянкя машин по предложенному способу осуществляется в следующей последовательности. Преобразуют амплитуды вибрационных параметров машины в электряческяе сигналы. Квантуютамплитуды эткх сигналов по уровню. Сравнивают напряжение, соответствующее уровню в настоящий момент времени, с напряжением, соответствующим уровню в кред. шествующий момент квантования, Формируют импульс, идущий в логическую схему, есп первое из них окажется больше.Опмделяют момент появления ймцулЬса нового квантования относнтельйо заданного периода квантоваяия во времени, выраженного в числе оборотов вала кокгролируемой мюпяны,Выдают аварийный сигнал, если полученный временной интервал окажетея меньше заданного временного янтервала, полученного в начале эксплуатации машякы.В лредлагаемом способе контролируется скорость изменения вибрациокйыХ параметров машины путем сравнекия интервала времени ЬКо, измеренного в числе оборотов вала машины, за который набегает конечная разность ЬЬ, с интервалом Ьй10 оборотов, заданным в измерителе скорости (фиг, 1). Как только производная кривой нарастания . вибрацнонных параметрбв машины по оборо. там ее вала возрастает, т.е, увеличивается угол наклона этой кривой 7у, включится сигналиэатор аварийной работы. 35 40 45 ЗО 55 чеи на второй вход схемы совпадения. 4,выход которого связан с сигнализаторомаварийной работы 8,Предпагаемое устройство работает следующим образом.Измеритель скорости 6, включающий датчик опорных импульсов, подключенный к валу контролируемой мананы, и счетчик импульсов, выдает импульсы, причем каждый и=Ое импульс является сигналом заданкого шага кваятовакня Времени, выраженного в оборотах вала,Уровень вибрарщ машины с вибродатчи. каподают яа корректирующий усилитель 2 и с последнего подают на преобразователь вкбрационньгх сигналов во. временной интервал 3.Преобразователь внбрациоиных сигналов во временной интервал 3 включает в себя нуль-орган, формирователь импульсов, триггерный счетчик весового сумматора н весовой сумматор, причемвыход нуль-органа соединен с входом формирователя импульсов, выход которого подключен к входу схемы совпа. дения 4 и линии задержки 5, а также черезтриггерный счетчик весового сумматора квходу весового сумматора, выход которого подключен к втооомт входу нуль-органа.17665 6 ленного в блоке 6, т.е. будет означать ра. 10 15 5, 7Напряжение, поданное с корректирующегоусилителя 2, сравнивается в нуль-органе снапряжением на выходе весового сумматора.Если напряжение, поданное на второй входнуль-органа, окажется больше напряженияс весового сумматора, то на выходе нуль.органа появится напряжение, из которогоформирователь импульсов сформирует импульс. Этот импульс означает, что конеч.ная разность уровня вибрации рассматриваемой гармоники стала равной уровню кван.тования.Импульс с формирователя импульсов пойдет в триггерный счетчик весового сумматораи изменит его состояние на единицу, увеяи.чив тем самым напряжение весового сумматора на шаг квантования по уровню иподготовит всю цепочку блоков, входящих: в преобразователь вибрационных сигналовво временной интервал, для следующего квантования,В установившемся режиме цепочка блоков,входящих в преобразователь вибрационныхсигналов во: временной интервал, работает натом же принципе, что и преобразователь, построенный по методу последовательного счета,Чтобы определить момент увеличения пр 6.иэводной сигнала цо оборотам относительиопредыдущего периода квантования, периодследования импульсов сравнивается с напаред заданным периодом, выраженным в чис.ле оборотов вала контролируемой машиий.Это осуществляется следующим образом:импульс с блока 3 подается на схему совпадения 4 и проходит в сигналиэатор аварий.ной работы 8, если на выходе триггера 7будет разрешающий сигнал. Этот же импульсс блока 3 задерживается на линии задержки5 и переводит триггер в разрешающее поло.жение. Отсутствие линии задержки позволилобы импульсу с блока 3 перевести триггер7 в разрешающее положение н пропусттгть: самого себя через схему совпадения 4 всигнапизатор аварийной работы 8,Эгот же импульс с блока 3 переводитсчетчики импульсов в измерителе скоростив исходное положение,Если импульс с блока 3 придет в блок 4раньше импульса с блока 6, тогда он пройдет через схему совпадения 4 на,сигнализатор аварийной работы 8, Это будет оэна 4 йь,что конечная разность уровня вибрационныхпараметров контролируемой машины выросла(быстрее заданного периода времени, установ 25 30 35 46 45 50 55 боту машины в предаварийном режиме.Если импульс с блока 3 пройдет в блок 4 позже импульса с блока 6, то импульс с блока 6 переведет триггер 7 в запрещающее положение. Это означает, что разрешающий сигнал на уцравляницем входе схемы совпадения 4 пропадет раньше, чем в схему совпадения 4 придет импульс с блока 3. В результате, импульс с блока 3 не пройдет через схему совпадения 4 в сигнализатор аварийной работы 8, Это будет означать работу машины в нормальном режиме.Времеииые . диаграммы работы устройства дпя контроля рабочего состояния машин пред. ставлены,на фиг, 3. Формула изобретения 1. Способ контроля рабочего состояния машин,заключающийся в измерении, усреднении и кван.товании вибрационных параметров, сравнении ихс заданным сигналом и выдаче аварийного сиг.нала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности бпределения момента выхода машины на предаварийный режим, преобразуют скорость нарастания уровня вибрацион.ных параметров по измеренным оборотам вовременной интервал, сравнивают его с времен.ным интервалом, полученным в начале эксплуатации машины, и по величине отклонения определяют состояние машины,2, Устройство для осуществления способап,1, содержащее вибродатчик с корректи.рующим усилителем, измеритель скорости, логические элементы и сигнализатор аварийнойработы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтов него дополнительно введен преобразовательвибрациониых параметров во временной интервал, подключешый к выходу усилителя, выход преобразователя подключен к схеме совпа.дения и линии задержки, выход которой йод.ключен ко второму входу триггера и к измерителю скорости, а выход измерителя скорости включен на первый вход схемы совпа.Iденни, выход которой связан с сигналнэатором аварийной работы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Под ред. Григорьева Н. В, Вибрацияэнергетических машин, Л., 1974, с, 446.2. Патент Франции К 2155250,кл. 6 07 С 3/00,опублик. 25.06.73 (прототип);оа ьв ремам ФАЗ Заказ 9833/6