Способ определения дефектов у объектов циклического действия и устройство для его осуществления

Союз СоветскихСоциапистицескихРеспублик ИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свил-ву 1) 2551865/18-28 22)Заявлено 05.12,77 с присоелинением заявки (23) ПриоритетОпубликовано 07,08 51) М Н 1/00 М 13/О 1 Ьвуаротеенный квинт СССР в делаи изобретений.08 Дата опубликования описан ловников, А, М. Зазнобин, Г. ф,и А. А, МищенковСпециальн бюро Сиби сельскохо пытное проек(7) Заявите ого от ственн ени Всесоюзнои . В. И. орден енина н(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ У ОБЪЕ . ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ контролю ического а виброжет быть терен,но ния дефек действия, цения.Наиболее бли по технической способ определе тов циклическог цающийся в том, сигнал вибрации нал, осуществля рацию и накопле мирующем анализ угловое положен ческий сигнал 1 он не применим для определе тов у объектов циклического например подшипников ка диагзубч телей Известен метод определения дефектов у объектов циклического дей" то ствия, заключающийся в том, что преобразовывают информацию о положе нии дефектов деталей в электричес" кий сигнал, осуществляют усиление, фильтрацию и накопление сигнала, по которому оценивают характер шумов для определения повреждений отдельных зубьев 11.Недостатком данного метода является то, что он не позволяет контроливать распределенные дефекты. роме того, его можно использовать только для контроля зубчатых шес 15 пособ уществляют устройством,мерительный канал,следовательно соединенватель вибраций, усисовой фильтр, датчикжения деталей объектаанализатор. Кроме того,канал синхронизации,содержащим из включающий по ные преобразо литель и поло углового поло и суммирующий оно содержит К Изобретение относится ки диагностике объектов циклдействия посредством аналиакустических колебаний и миспользовано для контроляностики подшипников каценифрикционных передач и двигвнутреннего сгорания,эким к изобретению сущности является ния дефектов у объеко действия, заклюцто преобразовывают в электрицеский сигФют усиление, фильтние сигнала в суматоре и преобразуют ие деталей в электри.включающий последовательно соединенные тахометрический датчик преобразователь частоты, выход которого соединен со вторым входом суммирующего анализатора.Недостатком способа является низкая достоверность определения местонахождения дефектов, так как преобразователь вибрации имеет пространственную ориентацию чувствительности, поэтому, если колебания распространяются в направлении, не .совпадающем с направлением оси чувствительности преобразователя вибрации, то сигнал на его выходе уменьше и соответственно снижен уровень пиков в сигнале, накопленном суммирующим анализатором, характеризующим дефекты. Синхронизация суммирующего анализатора по угловому положению ведущего вала или по угловому положению контролируемой детали приводит в общем случае к разнице между числом дефектов и числом пиков в сиг. нале, накопленном суммирующим анализатором, что затрудняет определение местонахождения дефектов,н 15 Целью изобретения является повышение достоверности определения местонахождения дефектов.Указанная цель достигается тем, что определяют значения модуля пространственного вектора вибрации и значения его положений в системах координат подвижных и неподвижных35 деталей, и накапливают значения модуля пространственного вектора вибрации по значениям его положений в каждой из систем координат контроли"4 а руемых деталей в течение нескольких циклов действий объекта, и по вели" чине максимумов накопленных значений модуля вектора и по соответствующим этим максимумам значений его45 положений в выбранной системе координат определяют местонахождение дефектов.Устройство, позволяющее осуществить способ, снабжено по меньшей мере одним дополнительным датчиком уг" 5 О лового положения деталей объекта и одним дополнительным измерительным каналом, блоком вычисления модуля вектора вибраций, блоком вычисления положения вектора вибраций, включаю щим ключ, генератор и преобразователь сдвига фаз, которые подключены к управляющим входам ключа, счетчик углового положения детали, последова"тельно соединенные с дополнительнымдатчиком углового положения деталей,блок преобразования частоты, дополнительный счетчик углового положениядеталей, переключатель, дополнительный вход которого соединен через счет -чик углового положения деталей с датчиком углового положения деталей, преобразователь кода, счетчик импульсов,вход которого соединен с выходом ключа, и дешифратор, выход которого соединен со входом суммирующего анализатора,при этом блок вычисления модулявектора вибраций включает основнойи дополнительные модуляторы, ко входам которых подключены полосовые.фильтры, дополнительный генератор,фазосдвигающий каскад, вход которого.соединен с выходом дополнительногогенератора, другой выход которогосоединен со входом дополнительногобалансного модулятора, а выход фазосдвигающего каскада - со входамипреобразователя сдвига фаз и основного балансного модулятора, выпря"митель, выход которого соединен сдополнительным входом суммирующегоанализатора, сумматор, вход которого соединен.с выходом балансных модуляторов, а выход - с выпрямителеми другим входом преобразователясдвига фаз.На чертеже изображена блок-схемаустройства для осуществления способаопределения дефектов у объектов циклического действия,Устройство содержит измерительный канал, включающий последовательно соединеннь 1 е преобразователь 1вйбраций, обе части которого закреплены на наружном кольце контролируемого объекта, например подшипника 2, усилитель 3 и полосовойфильтр ч, датчик 5 углового положения деталей объекта и суммирующийанализатор 6, выполненный на коммутируемых емкостях. Устройство снабжено по меньшей мере одним дополнительным датчиком 7 углового положения деталей объекта, например телкачения подшипника и одним допол/нительным измерительным каналом,включающим также последовательносоединенные дополнительные преобразователь 8 вибраций, обе части которого установлены диаметрально противоположно, усилитель 9 и полосовойфильтр 1 О, блоком 11 вычисления модуля вектора вибраций, блоком 12 вычисления положения вектора вибраций включающим ключ 13, генератор 14 и преобразователь 15 сдвига фаз синусоидальных несущих во временной ин тервал, которые подключены к управля" ющим входам ключа, счетчик 16 углового положения деталикольца ), последовательно соединенные с дополнительным, датчиком 7 углового положе ния деталей блок 17 преобразования частоты, дополнительный счетчик 18 углового положения деталей ( сепаратора подшипника ), переключатель 19, дополнительный вход которого соеди нен через счетчик 16 углового положения деталей с датчиком 5 углового положения деталей, преобразователь 20 кода счетчик 21 импульсов, вход которого соединен с выходом ключа 13, 20 и дешиФратор 22, выход которого соединен со входом суммирующего анализатора б.Блок 11 вычисления модуля вектора вибраций включает основной и 25 дополнительные модуляторы 23 и 24 к входам которых подключены указанные полосовые фильтры 4 и 10, дополнительный генератор 25, фазосдвигающий на 90 каскад 26, вход зо которого соединен с выходом дополнительного генератора 25, другой выход которого соединен со входом дополнительного балансного модулятора 24, а выход фазосдвигающего каскада 26- со входами преобразователя 15 сдвига фаз и основного балансного модулятора 23, выпрямитель 27 выход которого соединен с дополнительным входом суммирующего анализатора 6, сумматор 28, вход которого соединен с выходом балансных модуляторов 23 и 24, а выход - с выпрямителем 27 и другим входом преобразователя 15 сдвига фаз. Выход суммирующего анализатора б подключен к устройству индикации или регистрации ( на чертеже не показано), а преобразователи вибраций размещены через 900.вОпределяют дефекты у объектов цик 50 лического действия следующим образом.При вращении внутреннего кольца подшипника 2 в неподвижном наружном кольце возбуждаются колебания, которые характеризуются пространственным вектором, величина которого и направление в пространстве взаимосвязаны с наличием, местонахож.дением и величиной д фектов в под" шипнике. Измеряя значения модуля вектора и его угловые положения в системах координат неподвижного наружного кольца, подвижного внутреннего кольца и сепаратора, определяют при каких угловых положениях, в каждой из этих систем координат вектор принимает пиковые зна" чения и какие угловые положения он занимает чаще всего, тем самым определяют местонахождение дефектов,Сигналы с обеих частей преобразователя 1 вибраций, воспринимающих составляющую вибрации по оси ординат, поступают на вход усилителя 3. Сигналы с двух частей дополнительного преобразователя 8 вибраций, воспринимающих составляющую вибрации по оси абсцисс, поступают на вход дополнительного усилителя 9. С выходов усилителей 3 и 9 усиленные сигналы поступают на входы полосовых фильтрови 10 соответственно. Сигналы с выходов фильтров поступают на первыеуправляющие входы балансных модуляторов 23 и 24, на вторе входы которых подается опорное синусоидальноенапряжение от генератора 25, причемна дополнительный балансный модулятор24 непосредственно и на балансный модулятор 23 через фазосдвигающий каскад 26. С выходов балансных модулято"ров 23 и 24 прояодулированные сигналы поступают соответственно на первый и второй входы сумматора 28, вкотором происходит квадратурное сложение входных сигналов. На выходесумматора 28 снимается высокочастОтный сигнал, амплитуда которого пропорциональна модулю вектора вибрации, а Фаза несет информацию об уг" ловом положении вектора вибрации.Этот сигнал поступает на вход выпрямителя 27, с выхода которого снимается сигнал пропорциональный значениям модуля вектора вибрации, а затем - на вход суммирующего анали" затора 6 с аналоговой памятью на коммутируемых емкостях для накопления, На первый и второй входы преобразе- вателя 15 сдвига фаз во временной интервал поступают соответственно сигналы с выхода сумматора 28 и с выхода фазосдвигающего каскада 26. Сигнал с преобразователя 15 поступает на управляющий вход ключа 13, который коммутирует сигналы с выхода генератора 14 импульсов на первый вход счетчика 21 импульсов.Счетчик 21 работает следующимобразом.По окончании каждого цикла счетасчетчик 21 сбрасывается в нуль. Сра"зу же на него подается предустановка с преобразователя 20 кода и внем записывается код, несущий информацию о положении внутреннегокольца или сепаратора подшипника 2,а затем происходит заполнение счет Очика 21 импульсами от генератора 14,При работе устройства в системе координат неподвижного кольца предустановка счетчика 21 не производится.На выходе счетчика 21 формируется 15код соответствующий угловому полонению вектора в неподвижной или вращающейся,системе координат.Управление преобразователем 20кода осуществляется от счетчика 16 2 оили от счетчика 18 через переключатель 19. Счетчик 16 заполняется импульсами от датчика 5 в течение цикла оборота внутреннего кольца, и призавершении цикла сбрасывается в нуль, 25Счетчик 18 заполняется импульсами,вырабатываемыми блоком 17, на входкоторого поступают сигналы от дополнительного датчика 7, контролирующего прохождение мимо него тел ЗВкачения, в течение цикла оборота сепаратора. При завершении каждогооборота сепаратора, счетчик 18 сбра"сывается в нуль,Сигналы с выхода счетчика 21, характеризующие угол вектора вибрации в неподвижной или вращающихсясистемах координат, поступают навход дешифратора 22, который вырабатывает сигналы управления ключами, 40коммутирующими накопительные емкости в суммирующем анализаторе 6. В режиме "вывод" с выхода суммирующего анализатора 6 поступают сиг налы для индикации или регистрации накопленных значений модуля вектора по его угловому положению в неподвижной системе координат наружного кольца подшипника либо во вращающейся системе координат внутреннего кольца, либо во вращающейся системе координат сепаратора, с ,целью выявления местонахождения дефектов. При необходимости получений более точных результатов вычислений предлагаемый пример выполнения устройства может быть реализован в цифровом виде. Использование для определения местонахождения дефектов значений модуля пространственного вектора вибрации, а также накопление значений не по угловому положению контролируемой детали, а по положению вектора в системе координат контролируемой детали повышает объективность и достоверность контроля, так как позволяет получить соответствие между числом накопленных значений модуля вектора, их положением в системе координат контролируемой детали и числом дефектов, а также их положением на контролируемой детали в объекте циклического действия.Изобретение имеет широкую область применения, поскольку позволяет выявлять дефекты не только тех деталей, движение которых синхронно с движением ведущего звена, но и перемещающихся несинхронно и по сложным траекториям. движения,формула изобретения3. Способ определения дефектов у объектов циклического действия, заключающийся в том, что преобразовывают сигнал вибрации в электрический сигнал, осуществляют усиление, фильт.- рацию и накопление сигнала в суммирующем анализаторе и преобразуют угловое положение деталеи в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ и й -.с я тем, что, с целью повышения достоверности определения местонахождения дефектов, определяют значения модуля пространственного вектора вибрации и значения его положений в системах координат подвижных и неподвижных деталей, накапливают значения модуля пространственного вектора вибрации по значениям его прложений в каждой из систем координат контролируемых деталей в течение нескольких циклов действия объекта и по величи 1не максимумов накопленных значений модуля вектора и по соответствующим этим максимумам значений его положений в выбранной системе координат определяют местонахождение дефектов,2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее измерительный канал, включающий последова-. тельно соединенные преобразователь вибраций, усилитель и полосовой9493фильтр, датчик углового положения деталей объекта и суммирующий анализатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверное ти определения местонахождения дефектов, оно снабжено по меньшей мере одним дополнительным датчиком углового положения деталей объекта и одним дополнительным измерительным каналом, блоком вычисления модуля вектора виб р раций, блоком вычисления положения вектора вибраций, включающим ключ, генератор и преобразователь сдвига фаз, которые подключены к управляющим входам ключа, счетчик углового и положения детали, последовательно соединенные с дополнительным датчиком углового положения деталей, блок преобразования частоты, дополнительный счетчик углового.,положения 20 деталей, переключатель, дополнительный вход которого соединен через начетчик углового положения деталей с датчиком углового положения деталей, преобразователь кода, счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом ключа, и дешифратор, ф" выход которого соединен с входом сум 42 10мирующего анализатора, при этом блок вычисления модуля вектора вибраций включает основной и дополнительные модуляторы, к входам которых подклю" чены полосовые фильтры, дополнительный генератор, фазосдвигающий каскад, вход которого соединен с выходом дополнительного генератора, другой выход которого соединен с входом дополнительного балансного модулятора, .а выход фазосдвигающего каскадас входами преобразователя сдвига фаз и основного .балансного модулятора, выпрямитель, выход которого сое" динен с дополнительным входом суммирующего анализатора, сумматор,.вход которого соединен с выходом баланс ных модуляторов, а выход - с выпря" мителем и доугим входом преобразователя сдвига фаз.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ Ю 2327015,нии лиал ППП "Патент 728/ 919312 Ужгоро ираж 5 Подпи Проектная,