Устройство контроля технического состояния механических объектов по вибрационным нагрузкам

Устройство контроля технического состояния механических объектов по вибрационным нагрузкам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик п1920393 (Sf) Дополнительное к ввт. синд-ву (22) Заявлено 25.07.80 (И ) 2961786/18-28 (51)М. Кл.

9 01 Н 1/00 с присоединением заявки М

Фвуавраеехвне кенвтет ееср ве делен взееретеннв, к етерытвй (23) Йрнорнтет

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень %14

Дата опубликования описания 17.04.82 (53) УД К 531. .717.2:621 ° .833(088.8) E. И. Малаховский, В. П. Марчевский, А. К.

Т. У. Сотник и A. М. Тарнавск (72} Авторы изобретения ский, Киевский институт автоматики им, ХХУ (7t) Заявитель . (54) УСТРОЙСТВО KCHTFOrm ТЕХНИЧЕСКО COCTOaHW

МЕХАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ПО ВИБРАЦИОННЫМ

HA ГРУЗКА М

Изобретение относится к диагности« ческому приборостроению и может использоваться для контроля технического сос,тояния механических объектов, подвер.гающихся вибрационным нагрузкам и в

: частности при разбалансировках вращающихся частей, например, .у турбомаши .

Известно устройство для определения неисправностей электротехнических минин по их вибрации, в котором учитываются как максимальные амплитуды входного . сигнала, так и его среднее значение. Уотройство формирует сигнал, пропордиональный отношению максималып тх амилитуд к среднему значению параметра виб. рании регистрирует этот сигнал, который затем анализируется (1) .

Недостатком устройства является не полная достоверность формируемого сигнала, обусловленная тем, что одному и тому же значению отношения максиьищьных аатлитуд.к средйему значению, которое может быть получено при различных абсолютных величинах сравниваемых

2 сигналов, соответствует разный уровень вибрационной нагрузки, что приводит к . ошибке в оценке состояния машины.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому изобретению является устройство контроля технического состояния механических объектов по виб рапионным нагрузкам, содержащее последовательно соединенные датчик вибрапионных нагрузок, накопитель н индикатор Г23 .

Недостатком данного устройства является недостаточная точность контроля состояния механического объекта из-за ижользования средних значений вибрационных нагрузок за определенное (ограниченное) время контроля, что не позволяет учитывать степень опасности влияния кратковременных отдельных амплитуд виброимпуль ов, вибрационных нагрузок повышенной интенсивности нанося)пих механическому объекту значительные частичные повреждения. Цель изобретения — повышение точности контроля при определении технического состояния механического объекта °

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено включенными между датчиком вибрационных нагрузок и входами накопителя каналами фиксации уровня вибрационных нагрузок, расположенными в порядке возрастания фиксируемого уровня вибрационных нагрузок, каждый иэ ко- 10 торых выполнен в виде последовательно соединенных входного спускового блоке, триггера и элемента совпадения, тактовым спусковым блоком, вход которого соединен с .входами входных спусковых блоков, а инверсный выход — с дополнительным входом каждого элемента совпадения, и элементом ИЛИ, каждый вход. которого соединен с выходом элемента совпадения каждого канала, выход его соединен с инверсными входами триггеров, а накопитель выполнен в виде двоичного счетчика, ячейки младших разрядов которого соединены входами с выходами соответствующих каналов фиксации уров-, ня вибреционных нагрузок, выход каждого триггера, за исключением триггера первого канала фиксации уровня вибрацион- ных нагрузок, соединен с инверсным входом элемента совпадения предыдущего канала фиксации уровня вибрационных нагрузок.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — в Вогарифмическом масштабе характер зависи3$ мости между амплитудой энакопеременнйх напряжений в материале механического:

> объекта и числом циклов 5 знакопеременных напряжений, характеризующим полный износ; на фиг. 2б - индексами 1, 2 ..., .

n = 6 обозначены в фунКции времени

* ° ° 1 4 ) эпюры вибрационных нагрузок, например, виброскоростей, максимальные значении которых, или фиксируемые уровни Ч, Ч соответствуют последовательно возIS растаюшим дискретным значениям знакопеременных напряжений Я (фиг. 2е). и уровням есрабетывания входных спусковых блоков в каналах фиксации уровня вибреционных нагрузок 4 „, 4 ... (фиг. 1), индексом 0" обозначена эпюра вибрационных нагрузок, с уровнем меньшим минимального фиксируемого уровня Ч,, число циклов которых не учитывается.

Фиксируемые уровни вибрационных нагрузок Ч1, Ч выбираЮтся с таким расчетом, 3 чтобы соответствующие чиспа циклов М

Hq, характеризуЫшие полный износ, образовывали убывекяцую геометрическую

920393 4 прогрессию, каждый последующий член .кото ой в 2 реза меньше предыдушего.

Таким образом, одно и то же число циклов N вибрационных нагрузок с уровнями.

Ч 1 „ V и т.д. эквивалентно по степени износа М, < 51 и т.д. циклам вибрацион 1 ных нагрузок с минимальным уровнем Ч

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 вибрационных нагрузок, накопитель 2, индикатор 3, включенные между датчиком 1 вибрационных нагрузок и входами накопителя 2, каналы фиксации уровня вибрационных нагрузок

4, 4,... 4, расположенными в порядке возрастания фиксируемого уровня вибрационных нагрузок, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных входного спускового блока 5, триг- гера 6 и элемента 7 совпадения, тактовый спусковой блок 8, вход которого соединен со входами входных спусковых блоков 5, а инверсный выход - с дополнительным входом каждого элемента 7 совпадения, элемент ИЛИ 9, каждый вход которого соединен с выходом элемента 7 совпадения каждого канала, выход его соединен с инверсными входами триггеров 6, накопитель 2.выполнен в виде двоичного счетчика, ячейки младших разрядов которого 10, 10 - 10 соединены входами с выходами соответствующих каналов фиксации уровня вибрационных на- грузок 4, 4 - 4,„, выход каждого тригегра 6 за исключением триггера первого канала фиксаций - уровня вибрационных нагрузок 4,;, соединен с инверсным входом элемента- совпадения предыдущего канала фиксации уровня вибреционных нагрузок и кнопку 11 сброса информации.

В качестве датчика 1 вибрационных нагрузок могут битт использованы датчики вибрации, переменой деформации или динамичж@фй--.сицц . общее количество г + Р ячеек,.ХО: ааиопителя 2 должно . соответствонфф мййснмальному числу м регистрируемыХ:циклов,:Например, при

Н„- 10, + Р.,23.

Устройство работает- следующим образом.

В отсутствие вибрационйых нагрузок накопитель 2 устанавливается в нулевое положение нажатием кнопки 11 сброса информации, все,входные спусковые блоки 5 и тактовый спусковой блок 8 заперты, на выходе триггеров 6 — логический "О*. При вибрационных нагрузках с уровнем меньше минимального фиксируе« мого уровня (эпюра "О, фиг. 2б) периодически открывается только тактовый

5 9203 спусковой блок 8, но информация в накопитель 2 не проходит, так как элементы

7 совпадения заперты напряжениями с выхода триггеров 6. При вибрационных нагрузках в диапазоне V< - V< периодичес- % ки открываются, помимо тактового спускового блока 8, входные спусковые блоки 5 первого или нескольких первых каналов фиксации уровня вибрационных нагрузок соответствуюших меньшим фикси- I O руемым уровням, в результате чего срабатывают триггеры 6 тех же каналов, и на их выходе появляется логическая "1 .

По окончании очередной положительной поцуволны вибрвционной нагрузки (фиг. 2б) 15 тактовый спусковой блок 8 закрывается, звпрешакзпий сигнал, поступающий с его инверсного выхода на дополнительные входы элементов 7 совпадения, исчезает, но выходной сигнап триггера 6 проходит zo через элемент 7 совпадения только в . последний иэ указанных выше каналов, так как в каждом из остальных элемент

7 совпадения закрыт по инверсному входу сигналом триггера следуюшего канала. 25

С выхода открытого элемента 7 совпадения сигнал поступает одновременно на вход соответствующей ячейки младших разрядов накопителя 2 и на один из входов элемента ИЛИ 9, выходной сигнал кото- з0 рого переводит все триггеры 6 в начальное состояние, после чего устройство го тово к регистрации новой положительной попуволны.вибрационной нагрузки.

Таким образом накопитель 2 регистрирует М циклов с уровнем вибрвциониых нагрузок в интервале V — Vy в вийе числа М, в интервале Ч - V — в виде числа 2 И, в интервале V - Ч - в виде числа 4Й и т. д. Одно и то же число, регистрируемое индикатором 3, характеризует одну и ту же степень износа материала машины, независимо от изменений вибрационных нагрузок в процессе счета, что существенно повышает точность диаг- > ностирования.

Основным преимушеством изобретения является повышение достоверности и надежности контроля, так квк позволяет получить достаточно точную количественную оценку износа механического объекта во, время его эксплуатации, путем учета

93 6 всех реальных частичных повреждений, наносимых вибрацией механическому объекту, что в конечном итоге позволяет более точно определить моменты, требуемой остановки механического объекта для своевременного проведения их ремонта.

Формула изобретения

Устройство контроля технического состояния механических объектов по ви» брационным нагрузкам, содержащее последовательно соединенные датчик вибррционных нагрузок, накопитель и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности контроля, оно снабжено вкпюченными между датчиком вибрационных нагрузок и входами накопителя каналами фиксации уровня вибрационных нагрузок, расположенными в порядке возрастания фиксируемого уров-, ня вибрационных нагрузок, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных входного спускового блока, триггера и элемента совпадения, тактовым спусковым блоком, вход которого соединен с входами входных спусковых блоков, а инверсный выход - с дополнительным входом каждого элемента совпадения, и элементом ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом элемента совпадения каждого канала, выход

Ф его срединен с инверсными входами триг геров, а накопитель выполнен в виде двоичного счетчика, ячейки младших разрядов которого соединены входами с иыходами соответствующих каналов фиксации уровня вибрационных нагрузок, выход каждого триггера, за исключением первого канала фиксации уровня вибрационных . нагрузок, соединен с инверсным входом элемента совпадения предыдущего канала фиксации уроны вибрационных нагрузок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Франция, патент % 2110120, кл. 6j 01 Н 1/00, 1972.

2. Акциптоввнная заявка % 1274687, Великобритания, m. Q 01 Н 1/00, 1972 (прототип).

920393

Составитель А. Чистяков

Редактор H. Воловик . Техред Ж,КастелевИч Корректор. Н. Степ

Заказ 231 8/40 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж335 Раушская наб., д. 4/5

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