Способ выявления дефектов механизма и устройство для его осуществления

Патент 868406

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистических республик (t ii 868406 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 25.06.79 (21) 2788509/18-28 с присоединением заявки М (23)ПриоритетОпубликовано 30.09-81. Битллетеиь ¹ 36

Дата опубликования описания 03.10.81 (5<)В. Кл.

5 01. M 13/02

G 01 Н 1/08 (осударетненыМ квинтет

СССР нв делам наебратеннй и открытий (53. УД 620. .178.51 (088.8) А. А. Мишенков, А. hi. Заэнобин и (72) Авторы изобретения

Специальное опытное проектно-конст бюро Сибирского отделения Всесоюэ сельскохозяйственных наук им. (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ МЕХАНИЗМА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к виброиэмери- тельной технике и диагностике механизмов и может быть исполтзовано для контроля диагностики зубчатых, фрикционных цепных передач и подшипников качения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ выявления дефектов механизма, заключатошийся в том, что преобразуют колебания, сопутствуюшие работе механизма, в пер16 вый электрический сигнал, преобразуют угол поворота элемента механизма во второй электрическйй сигнал, обрабатывают первый электрический сигнал и выделяют из него третий электрический сигнал, характериэуюший колебания, обусловленные взаимодействием контролируемого элемента с сопряженными с ним элементами, и используют для выявления дефекта электрические сигналы путем их отображения.

Способ осушествшпот при помоши усч ройства, содержавшего последовательно соединенные преобразователь вибраций меI ханизма в электрические сигналы и блок обработки, преобразователь угла поворота элемента механизма в электрический сиг нал и двухвходовый.блок отображения 1) °

Недостатком указанного способа и уст ройства его осушествляющего является то, . что получаемое изображение, характеризуюшее дефекты контролируемого элемента механизма, не соответствует его форме (шестерне, подшипнику). Несоответствие между размерностью координаты де» фекта и его изображением вызывает не» удобство при восприятии информации и .. снижает оперативность обнаружения дефекта на контролируемом элеменге.

Бель изобретения - повышение оперативности контроля

Укаэанная цель достигается тем, что иэ второю электрическою сигнала выдеmnm четвертый электрический сигнал, со» ответствуюший фазе цикла взаимодействия контролируемого элемента с сопряженными с ним элементами механизма, отображают третий и четвертый электрические сигна» лы в полярных координатах, и по иэмене8684 нию величины модуля радиуса-вектора, сон ответствующей величине третьего отобра- кенного сигнала, и по углу радиуса-вектора,,, соответствующего величине четвертого сигнала судят о расположении дефекта в контролируемом элементе.

Способ реализуется устройством, снабженным формирователем фазы, включенным между выходом преобразователя угла по- ворота элемента механизма и вторым входом блока обработки, и блоком преобра,зования координат, первый вход которого подключен к выходу блока обработки,второй вход вЂ” к выходу формирователя фа-зы, а выходы блока преобразования ко-, ординат соединены соответственно с первым и вторым входами блока отображения а

Бло-. преобразования координат содер» от преобразователи синуса н.косинуса, подключенные входами к второму входу блока преобразования координат, и два блока умножения, первые входы которых подключены к первому входу бпока преобразования координат, вторые - к выходам . 5 преобразователей синуса и косинуса, а выходы блоков умножения подключены, соответственно, к первому и второму выходам блока преобразования координат.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - отображение сигнала, несущего информацию о дефекте механизма,в декартовой системе координат ; на фиг. 3то же, в полярной системе.

Устройство, осуществляющее способ выявления дефектов механизма, содержит последовательно соединенные. преобразователь 1 вибраций механизма в электрические сигналы и блок 2 обработки, пре40 обраэователь 3 угла поворота элемента механизма в электрический сигнал: и двухвходовой блок 4 отображения, формирователь 5 фазы, включенный между выходом преобразователя 3 угла поворота элемен 45 та механизма и вторым входом блока 2 обработки, и блок 6 преобразования координат, состоящий иэ преобразователей 7 и 8 синуса и косинуса соответственно, входы которых подключены к выходу фор" 50 мирователя 5 фазы и двух блоков 9 и 10 умножения, первь:е входы которых подключены к выходу блока 2 обработки, вторые к выходам преобразователей 7 и 8 синуса и косинуса, а выходы блоков 9 и 10 $5 умножения подключены соответственно к первому и второму входам блока 4 отоб

-ражения.

06 ф

Способ выявления дефектов механизма заключается в том, что процесс, генерируемый механизмом при работе, например вибрация механизма, воспринимается пре образователем 1 вибраций и преобразуется в электрический сигнал, который поступает на первый вход блока 2 обработки.

Одновременно преобразователь 3 преобразует угол поворота вала механизма в электрический сигнал, который поступает на вход формирователя 5 фазы, в формирователе 5 сигнал, пропорциональный углу поворота вала, преобразуется с учетом кинематики работы механизма в фазу цикла взаимодействия контролируемого элемента с сопряженным элементом, например, в фазу зацепления контролируемого зубчатого колеса с сопряженным колесом, либо в фазу цикла вэаимодейстзия тела качения с дефектом на внутреннем или наружном кольце подшипника качения. Сигнал, пропорциональный фазе взаимодействия контРолируемого элемента, поступает на второй вход блока 2 обработки, где осуществляется выделение из общего сигнала процесса, сопутствующего работе механизма, сигнала, генерируемого контролируемым элементом, например, методами стробирования синхронной гребенчатой фильтраций или с помощью суммирующего анализатора. Сигнал, пропорциональный фазе цикла взаимодействия контролируемого элемента, поступает также на второй вход блока 6 преобразования координат, а именно на входы преобразователя 7 синуса и преобразователя 8 косинуса, в кото-. рых значения фазы преобразуются в значения синуса и косинуса, сигналы, пропорциональные синусу и косинусу, поступают на вторые входы блоков 9 и 10 умножения, где происходит умножение сигнала, поступающего на первые входы бло ков умножения с выхода блока 2 обработки. Сигналы с выходов блоков умножения, соответствующие ординате и абсциссе графика в общепринятой декартовой системе координат, поступают соответственно на входы вертикального и юризонтального отклонения блока 4 отображения.

Операция получения из сигнала угла поворота вала механизма сигнала, пропорционального фазе цикла взаимодействия контролируемой детали с сопряжен ной деталью, н операция отображения в полярных координатах сигнала характеризует взаимодействие, контролируемого эле-, мента с сопряженным элементом. При ,этом изменение величины модуля радиуса-вектора соответствует величине сигнафазе цикла взаимодействия контролируемого элемента с:coпряжeнными с .ним элементами механизма, отображают третий и четвертый электрические сигналы в поляр5 ных координатах, и по изменению величи» ны модуля радиуса-вектора, соответствуюшего величине третьего отображенного сигнала, и по углу радиуса-вектора соот.ветствуюшего величине четвертого сигна10 .ла судят о расположении дефекта в конч ролируемом элементе.

2. Устройство для осушествления способа йо п. 1, содержашее последовательно соединенные преобразователь вибраций ме15 ханизма в электрические сигналы и блок обработки, преобразователь угла поворота элемента механизма в электрический сигнал в двухвходовой блок отображения,о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью

zp повышения оперативности контроля, оно снабжено формирователем фазы, включенным между выходом преобразователя угла поворота элемента механизма и вто-рым входом блока обработки, и блоком

25 преобразования координат, первый вход ко-. торого подключен к выходу блока обработки, второй вход вЂ” к выходу формирователя фазы, а выходы блока преобразователя координат соединены соответственно с пер30 . вым и вторым входами блока отображения.

Э. Устройство по и. 2, о т л и ч аю ш е е с я тем, что блок преобразования координат содержит преобразователи синуса и косинуса, подключенные входами ко второму входу блока преобразования коор динат, и два блока умножения, первые входы которых подключены к первому входу блока преобразования координат, вторыек выходам преобразователей синуса и ко4О синуса, а выходы блоков умножения подключены соответственно к первому и второму выходам блока преобразования коор» дни ат. ла и характеризует взаимодействие контролируемого элемента, а угол радиусавектора соответствует значению фазы вза. имо действия контролируемого элемента с сопряженной деталью. Формирователь фазы и преобразователь координат позволяет повысить удобство восприятия информации о дефектах механизмов и оперативность при поиске дефекта непосредственно на контролируемом элементе. Это достигается тем, что иэображение сигнала о дефектах при ведено в соответствие с формой -контролируемого элемента и пространственное расположение дефекта на нем совпадает с расположением участков сигнала большой интенсивности.

На фиг. 2 представлены изображения сигнала кинематической погрешности зубчатого колеса (2 =16) в декартовой и полярной системах координат. На этих сравнительных иэображениях видно, что кроме укаэанного положительного эффекта, при изображении в полярных координатах . увеличивается коэффициент использования экрана блока отображения и увеличивается разрешаюшая способность по углу.

Формула изобретения

1. Способ выявления дефектов механизма, эаключаюшийся в том, что преобразуют колебания, сопутствуюшие работе механизма в первый электрический сигнал, ! преобразуют угол поворота элемента механизма во второй электрический сигнал, обрабатывают первый электрический сигнал и выделяют иэ него третий электрический сигнал, характеризуюший колеба- ,: йия обусловленные взаимодействием контролируемого элемента с сопряженными с ним элементами, и используют для выяв- вления дефекта электрические сигналы путем их отображения, о т л и ч а ювЂ”

m и и с я тем, что, с целью повышения оперативности контроля, из второго электрического сигнала выделяют четвертый . электрический сигнал,:соответствуюший .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании% 1212897, кл. 01 Н 1/00, 1970 (прототип).