Способ вибрационной диагностики качества подшипников качения и устройство для его осуществления

Способ вибрационной диагностики качества подшипников качения и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и,985722 (61) Дополнительное к ват. саид-ву е (22) Заявлено 09.10.80 (21) 2991483/25-27 (5! )М. Кл. с прмсоединением заявки М

6 01 М 13(04

Вкударстаелы5 камитет СССР до делам кзабретеиий и открытии (28) Приоритет

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень Рй 48 (53) УДК 658562 .012.7 (088.8) Дата опубликоввиия описания 30.12.82

А. М. Зазнобин, С; В. Половников, И. Д. Бухтияров, Е. Я. Яровинский и Ф. Ф. Сапожников

С ф 66 (72) Авторы изобретения ( (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ КАЧЕСТВА ПОДЩИПНИКОВ

КАЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быль преимущест- венно ислользовано для диагностики подшипников качения.

Известен способ вибрационной диагностики подшипников качения, заключающийся в том, что вращают нагруженный испьпуемый подшипник, подводят к неподвижному его кольцу зондирующий импульс ультразвуковой энергии, получают информацию о рабочем состоянии подшипника в виде ультразвуковых колебаний и индицируют результат измерений (т) .

Однако данный способ имеет низкую точность и невысокую достоверность диагностики качества подпппшиков.

Известно также устройство для осуществления способа, содержащее приводной вал для установки испытуемого подппппппса, последовательно соединенные датчик положения и формирователь импульсов запуска, генератор звуковых колебаний и преобразователь, коммутатор и блок отображения информации, а также усилитель, первый выход которого соединен с вторым входом преобразователя (11.

Цель изобретения — - повышение точности и достоверности диагностики качества подшипников путем учета по геометрических характеристик рабочих поверхностей его деталей.

Поставленная цель достигается за.счет того, что в способе вибрационной диагностики ка. чество цодшипников качения, заключающемся в том, что вращают нагруженный испытуемый подшипник, подводят к неподвижному

его кольцу зондирующий импульс ультразвуковой энергии, преобразуют характеристику рабочего состояния подппшника в соответствующий ей закон ультразвуковых колебаний, перед подачей зондирующего импульса измеряют и преобразуют частоту вращения пошпипника в частоту следования импульсов угловых меток, генерируют с каждым импульсом угловой метки, зондирующий - ультразвуковой импульс в радиальном направлении к неподвижному кольцу, измеряют время прохождения импульса ультразвука от точки иэмере3 98 ния до места контакта тел качения с дорожками качения колец и обратно, формируют стробирующие импульсы, начало и длительность которых соответствуют результатам этого измерения, выделяют с помощью стробирующих импульсов отраженный ультразвуково" сигнал, несущий информацию о плотности контакта тела качения с дорожками качения колец, детектируют .стробированный отраженный ультразвуковой сигнал, выделяют минимум отраженного сигнала, формируют импульсы по каждому из этих минимумов, накапливают минимумы отраженного сигнала ф координатах подвйжного кольца и в координатах сепаратора, измеряют амплитудные значения минимумов отраженного сигнала и по полученным результатам и их изменению во времени, сравнивая их с эталонными значениями, оценивают качество подшипника.

Устройство для вибрационной диагностики качества подшипников качения содержащее приводной вал для установки испытуемого подшипника, последовательно соединенные датчик положения и формирователь импульсов запуска, генератор звуковых колебаний и преобразователь, коммутатор и блок отображения информации, а также усилитель, первый выход которого соединен с вторым входом преобразователя, снабжено последовательно соединенными ключом, детектором, фильтром низких частот, формирователем, а также пиковым детектором, блоком сравнения, суммирующим анализатором, измерителем амплитуд, блоком управления.

При этом выход фильтра низких частот соединен с входом пикового детектора и первыми входами суммирующего анализатора и измерителя амплитуд, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, а выходы— к первому и второму входам коммутатора„ третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход формирователя импульсов запуска подключен к первому входу блока управления, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами формирователя и блока сравнения первый вход которого подключен к выходу пикового детектора, а второй вход блока. сравнения соединен с входом генератора ультразвуковых колебаний, при этом второй выход усилителя подключен к первому входу ключа, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства для вибрационной диагностики качества подшипников качения; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы работы устройства.

5722 ф

Устройство содержит вал 1 для установки исследуемого подшипника с приводом 2, датчик 3 положения, выход которого подключен к формирователю 4 импульсов запуска, генератор 5 ультразвуковых колебаний, соединенный с преобразователем 6 электрических ультразвуковых колебаний в механические и механических ультразвуковых колебаний в электрические, последовательно сое10 диненные усилитель 7, ключ 8, детектор 9, фильтр 10 нижних частот, формирователь 11 импульсов частоты прохождения тел качения, а также. пиковый детектор 12, суммирующий анализатор 13, измеритель 14 амплитуд, блок

И 15 управления, блок 16 сравнения, последовательно соединенные коммутатор 17 и блок

18 отображения. Выход фильтра 10 низких частот соединен с входом пикового детектора 12 и первыми входами суммирующего щ анализатора 13 и измерителя 14 амплитуд, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока 15 управления, а выходы — к первому и второму входам коммутатора 17, третий вход которого соединен с третьим выходом блока 15 управления, выход формирователя

4 импульсов запуска подключен к первому входу блока 15 управления, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами формирователя 11 и блока 16 сравнения, первый вход которого подключен к выходу пикового детектора 12, второй вход блока 16 сравнения соединен с четвертым выходом блока 15 управления, пятый

35 выход которого соединен с входом генератора 5 ультразвуковых колебаний, при этом выход преобразователя 6 подключен ко входу усилителя 7, а второй вход ключа 8 подключен к шестому выходу блока 15 управления.

Способ осуществляется следующим образом.

Вал 1 с исследуемым подшипником приводят во вращение с помощью привода 2.

При наличии импульса на входе блока 15

45 управления с выхода формирователя импульсов 4 запуска, на выходе блока управления появляется сигнал, запускающий генератор 5 ультразвуковых колебаний и через преобразователь 6 ультразвуковых колебаний, выэываюшии импульс ультразвуковых колебаний в радиальном направлении, который отражается от всех неоднородностей акустического импеданса на пути распространения. При этом сигнал отражается и от места контакта тела качения с рабочей поверхностью колец подшипника; Аытлитуда отраженного сигнала зависит от плотности контакта тела качения с кольцами подшипника, т.е. от геометрического качества поверхностей качения. После

5 9857 детектирования и низкочастотной фильтрации сигнал с выхода фильтра 10 нижних частот поступает на вход пикового детектора 12, первые. входы суммирующего анализатора 13 и измерителя 14 амплитуд и на вход;фор- 5 мирователя 11 импульсов. Датчик 3 преобразует частоту вращения вала 1 и в более высокую-частоту и при вращении подшипника на каждое тело качения, находящегося в зоне распространения ультразвуковых колебаний, посту- пает несколько импульсов ультразвука. При этом минимум амплитуды сигнала, отраженного от тела качения, соответствует наличию тела качения, а максимум — отсутствию тела качения в зоне излучения ультразвука.

В такт каждого минимума формирователь

11 импульсов частоты прохождения тел качения формируется импульс, поступающий на второй вход блока 15 управления, а в такт каждого максимума амплитуды сигнала — 20 на выходе блока 15 управления появляется разрешающая команда, лод действием которой на выходе блока сравнения формируется сигнал на проведение калибровки всего измерительного тракта в соответствии с результатомЗ сравнения с предыдущим значением уровня на выходе пикового детектора 12.

Отраженные импульсы, прошедшие через детектор 9 и фильтр 10 нижних частот, поступают на первый вход суммирующего анализатора 13, в котором происходит накопление минимальных значений отраженного сигнала в координатах подвижного кольца или сепаратора, осуществляемого с помощью импульсов, поступающих на второй вход. суммирующего ана- лизатора 13 с выхода блока 15 управления.

По полученной информапди определяют качество подшипника;

Изобретение позволяет повысить качество и 40 достоверность контроля подшипников качения.

Формула изобретения

1. Способ вибрационной диагностики качества подшипников качения, заключающийся в том, что вращают нагруженный испытуемый подшипник, подводят к неподвижному его кольцу зондирующий импульс. ультразву59 ковой энергии, получают информацию о рабочем состоянии подшишппса в виде ультразвуковых колебаний и индицируют результат измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности диагностики и качества подшипника пу- тем учета геометрических характеристик рабочих поверхностей его деталей, перед подачей зондирующего импульса измеряют и преобразуют частоту вращения подшипника в частоту следования импульсов. угловых меток, генерируют с каждым импульсом угловой метки зондирующий ультразвуковой импульс в радиальном направлении к неподвижному кольцу, измеряют время прохождения импульса ультразвука от точки излучения до места кон-такта тел качения с дорожками качения колец и обратно, формируют стробирующие импульсы, Начало и длительность которых соответствуют результатам этого измерения, выделяют с помощью стробирующих импульсов отраженный ультразвуковой cHTHRJI несущий информацию о плотности контакта тела качения с дорожками качения колец, детектируют стробированный -отраженный ультразвуковой сигнал, выделяют минимумы отраженного сигнала, формируют импульсы по ко дому иэ этих минимумов, накапливают минимумы отраженного сигнала в координатах подвижного кольца и в координатах сепаратора, измеряют амплитудные значения минимумов отраженного сигнала и по полученным результатам и их изменению во времени, сравнивая - их с эталонными значениями, оценивают качество подшипника.

2. Устройство для вибрационной диагностики качества подшипников качения, содержащее приводной вал для установки испытуемого подшипника, последовательно соединенные датчик положения и формирователь импульсов запуска, генератор звуковых колебаний и преобразователь, коммутатор и блок отображения информации, а также усилитель, первый выход которого соединен с вторым вхрдом преобразователя, о т л и ч а ющ. е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными ключом, детектором, фильтром нижних частот, формирователем, а также пиковым детектором, блоком сравнения, суммирующим анализатором, измерителем амплитуд, блоком управления, при этом выход фильтра низких частот соединен с входом пикового детектора и первыми входами суммирующего анализатора и измеритель амплитуд, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму, входам блока управления, а выходы — к первому и второму. входам коммутатора, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход формирователя импульсов запуска подключен к первому входу блока управления, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами формирователя и блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу пикового детектора, а второй вход блока сравнения соединен,c четвертым выходом блока управления, при этом выход усилителя подключен к первому входу. ключа, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления.

985722

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент США Р 3952566, кл. G 01 N 29/00, 1976 (прототип).

985722

Составитель И. Баранов

Техред К.Мыцьо Корректор А. Гриценко

Редактор В. илниеико

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Йроектная, 4

Заказ 10160(66 Тираж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений в открытий

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