Способ диагностики состояния механизмов, содержащих объекты циклического действия

Способ диагностики состояния механизмов, содержащих объекты циклического действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ) 731343 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 2З.06.78 (21) 2376596/25-28 (51) M. Кд.

Gç 01 М 15/00 с присоединением заявки .%

Государственный комитет (28) Приоритет ло делам изобретений н открытий

Опубликовано З0 04 80- Бюллетень ¹16

Дата опубликования описания 05.05.80 (53) УДК

620.179.1 (088.8) И. Н; Дьячков, А. В. Мороз и В. Т. Шароватов (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЗМОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОНЬЕКТЫ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к техничеекой диагностике, а именно к виброакустической диагностике механизмов; сбдержащих объекты циклического действия, в том числе со случайным временем цикла. Оно может быть использовано при исследовании и эксплуатации узлов и машин, подвижные детали которых совершают вращательное или другое циклическое движение, машин, работающих от пульсирующих источников энергии, для обнаружения источников ударных явлений в механизмах и машинах, а также для прогнозирования технического состояния механизмов.

Известны способы виброакустической диагностики механизмов, содержащих объекты циклического действия, основанные на анализе спектра или корреляционной функции вибро-. . акустического сигнала (1), Такие способы отличаются аппаратурной сложностью, жесткими требованиями к условиям проведения измерений (точность и неизменность, например, скорости вращения вала исследуемого механизма) .

Существуют способы, не предъявляющие жест ких требований к стабильности цикла действия объекта, при использовании которых диагностика проводится путем сравнения спектрограмм, снятых с исследуемого механизма, с набором опорных спектрограмм, каждая из которых характеризует определенный дефект (2).

Сложность и абстрактность таких способов приводит к недостоверности диагноза. Кроме того, на практике зачастую нет воэможности получения опорных спектрограмм.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности являются способы виброакустической диагностики состояния механизмов, содержащих объекты циклического действия, в том числе со случайным временем цикла, при помощи спектроаналиэаторов реI ального масштаба времени, заключающиеся в том, что принимают излучаемый механизмом виброакустический сигнал и фиксируют его в функции параметров цикла действия объекта. а за счет сокращения времени обработки, непрерывного слежения эа циклом действия

7з)з

43 4 и виброакустическим сигналом, излучаемым механизмом. Число и циклов действия выбирают из условий статистической достоверности при учете интенсивности помех и возможностей аппаратурного решения.

При наличии в механизме нескольких объек. тов циклического действия, фиксируя виброакустический сигнал в функции от значений координат различных объектов, проводят подробную диагйостику состояния механизма и выявляют превалирующие источники шума.

Получив несколько гистограмм, снятых на одном механизме в разное время, наблюдают изменения его состояния и прогнозируют возникновение дефектов.

Способ реализуют, например, при помощи электроннолучевого осциллографа (ЭЛО) с фо топриставкой. На вход V ЭЛО подают сигнал датчика виброакустических колебаний, а на вход Х вЂ” сигнал датчика ко.ординаты циклически действующего объекта. При этом каждой точке развертки по оси Х экрана ЭЛО соответствует определенное значение координаты объекта внутри его цикла действия. На одном кадре фотоматериала фиксируют и циклов развертки сигнала по оси Х, что соответствует фиксации виброакустического сигнала с вычислением гистограммы для каждого множества синфазных значений координаты объекта поскольку накопленная оптическая плотность фотоматериала пропорциональна числу попаданий изображения сигнала в точки кадра. По полученной фотограмме легко обнаруживают характер изменения гистограммы в зависимости от фазового значения координаты объекта

При расположении эквиденситов параллельна оси Х констатируют отсутствие диагностической составляющей виброакустического сигнала. П эквиденситам непараллельным оси Х выделяют. диагностическую составляющую сигнала, связанную с циклом действия данного объекта в механизме. Знал. принцип действия механизма (кинематические,;, гидравлические или другие явления, происходящие в нем), идентифицируют его состояние.

30 дующем.

С помощью приемника принимают излучаемый работающим механизмом виброакустический сигнал. Значения виброакустического сигнала, излучаемого механизмом, фиксируют в функции от синхронных с ними значений координаты циклически действующего объекта. Процесс фиксации продолжается в течение серии из и циклов действия объекта. Для каждого множества синфазных значений аргумента (координаты объекта внутри его цикла действия) вычисляют гистограмму распределения соответствующих им и зафиксированных значений виброакустического сигнала. Такая обработка позволяет выделить диагностический

45 сигнал, связанный с данным объектом циклического действия, даже на фоне интенсивных по мех. По характеру изменения получаемой гистограммы в зависимости от фазового значения координаты объекта легко идентифицируют

50 состояние механизма, поскольку связь цикла действия объекта с инициируемым им виброакустическим сигналом обычно известна из кинематики или принципа действия механизма.

В частности, если квантили эмпирического за55 кона распределения вероятностей располагаются единообразно при всех значениях фаэовой координаты объекта, констатируют отсутствие связи между циклом действия данного обьекта объекта и уменьшения объема аппаратуры получают диагноз за меньшее время и с большей достоверностью (3).

Однако в этих способах сохраняется сложная процедура диагностики: анализ кинематики машины, получение спектра вибраций, анализ спектра вибраций, кинематическая интерпрета.ция анализа спектра вибраций. Такие способы диагностики обладают невысокими точностью и достоверностью из-за принципиальных огра 10 ничений спектрального анализа и сложности интерпретации получаемых абстрактных характеристик.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности диагноза состояния механизмов, 15

Поставленная цель достигается тем, что значения виброакустического сигнала фиксируют в функции от синхронных с ними, значений координаты цикла действия объекта за серию его циклов действия, для каждого множества г0 синфазных значений координаты цикла действия объекта вычисляют гистограмму распределения соответствующих им значений внброакустического сигнала и по характеру изменения гистограммы в зависимости от фазового значения 25 координаты цикла действия объекта определяют состояние механизма, Сущность предлагаемого способа диагности.ки состояния механизмов заключается в слеПредставление диагностической составляющей виброакустического сигнала в функции от координаты диагностируемой детали позволяет существенно повысить точность и достоверность диагностики механизмов циклического действия, особенно со случайным време нем.цикла., Исключение иэ процесса диагно стики получения и интерпретации спектра вибросигнала упрощает аппаратурное решение. Реализация способа возможна при помощи дешевой и надежной отечественной аппаратуры. Получение диагноза при применении предложенного способа возможно беэ. получения

73 предварительных статистических данных о дефектах, беэ применения специальных испыта. тельных стендов в условиях реальной эксплуатации при наличии интенсивных помех, что существенно повышает экономическую эффектив ность диагностики, Предлагаемый способ позволяет расширить представление о происходящих в механизме явлениях, поскольку в нем используется информация о фазе цикла действия диагностируемой детали, теряемая при спектральном или корреляционном анализе виброакустического сигнала. Получаемые результаты могут быть легко интерпретированы инженерами-механиками без применения вычислительной техники..

Способ диагностики состояния механизмов, содержащих объекты циклического действия, в том числе со случайным временем цикла, заключающийся в том, что принимают излучаемый механизмом виброакустический сигнал и фиксируют его в функции параметров цикла

Составитель Л. Тришина

Техред Н.Ковалева Корректор Г. Назарова

Редактор И. Михеева

Заказ 1496/21

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1343 6 действияобъекта,отлич а ющийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности диагноза, значения виброакустического сигнала фиксируют в функции от синхронных с ними значений координаты цик5 ла действия объекта за серию его циклов действия, для каждого множества синфазных эначе шй координаты -цикла действия объекта вычисляют гистограмму распределения соответствующих им значений виброакустического сигнала-и по характеру изменения гистограммы в зависимости от фазового значения координаты цикла действия объекта определяют состояние механизма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов Б. В. Акустическая диагностика механизмов. М., "Машиностроение", 1971, ро с. 127.

2. Авторское свидетельство СССР Р 3121бО, кл, 6- 01 M 7/00, 1970.

3. Метрология и измерительная техника, Итоги науки и техники, М., 1975, т. 3, с. 127130 (прототип).