УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ

Полезная модель относится к подшипниковой промышленности и может быть использована для диагностики подшипников.
Известно устройство для вибрационной диагностики подшипников, содержащее последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель, блок умножения, циклическое устройство, выход которого подключен к входам схем сравнения и ко второму входу блока умножения, выход которого соединен со схемами совпадения, последовательно соединенные генераторы, схемы сравнения и схемы совпадения, датчик частоты вращения [1].
Недостатком известного устройства для вибрационной диагностики подшипников является невозможность раздельного определения качества изготовления и сборки всех деталей подшипника при различных режимах работы, невозможность оперативной перестройки алгоритмов обработки вибродиагностической информации, низкое сервисное обеспечение.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении раздельного определения качества изготовления и сборки деталей подшипника в процессе его работы при различных режимах, в возможности оперативной перестройки алгоритмов обработки вибродиагностической информации, в сервисном обеспечении на уровне ЭВМ (память, монитор, печать, подключение к сети и т.д.)
Это достигается тем, что в устройстве для вибрационной диагностики подшипников, содержащем последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель, блок умножения, циклическое устройство, выход которого подключен к входам схем сравнения и ко второму входу блока умножения, выход которого соединен со схемами совпадения, последовательно соединенные генераторы, схемы сравнения и схемы совпадения, датчик частоты вращения, дополнительно генераторы выполнены перестраиваемыми, датчик частоты вращения подключен к интерфейсу и ко второму усилителю, выход которого соединен с входами управления перестраиваемых генераторов, а выходы схем совпадения и датчика вибрации подключены через интерфейс к ЭВМ (персональному компьютеру ПК).
В качестве отличительных признаков в заявляемом устройстве для вибрационной диагностики подшипников генераторы выполнены перестраиваемыми по частоте, причем первоначальная настройка каждого из генераторов производится с учетом возможности раздельного анализа дефектов деталей подшипника: наружного кольца, внутреннего кольца, шариков и общего состояния подшипника. Кроме того, выходы датчиков вибрации, частоты вращения и схем совпадения через интерфейс соединены с ЭВМ (ПК), что существенно расширяет возможности диагностики, позволяет оперативно изменять диагностические алгоритмы и обеспечивает пользователя удобным сервисом.
На чертеже (фиг.1) показана блок-схема устройства для вибрационной диагностики подшипников.
Устройство содержит последовательно соединенные датчик вибрации 1, усилитель 2, блок умножения 3, циклическое устройство 4, выход которого подключен ко второму входу блока умножения 3 и входам схем сравнения 5, выходы которых соединены с входами схем совпадения 6, вторые входы которых соединены с выходом блока умножения 3, датчик вращения 7 через второй усилитель 8 соединен со входами перестраиваемых генераторов 9, выходы которых подключены ко вторым входам схем сравнения 5, а выходы схем совпадения 6 через интерфейс 10 соединены с ЭВМ 11. Выходы датчика вибрации 1 и датчика частоты вращения 7 соединены через интерфейс 10 с ЭВМ 11. Датчик вибрации 1 и датчик вращения закреплены на диагностируемом подшипнике (на чертеже не показано).
Устройство работает следующим образом.
Датчик 1 вибрации преобразует вибрации диагностируемого подшипника в электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 и поступает на первый вход блока умножения 3. В циклическом устройстве 4 формируются пилообразные сигналы, эквивалентные мгновенным значениям косинуса (синуса), которые перемножаются в блоке умножения 3 с сигналом вибрации диагностируемого подшипника.
При определении частотных составляющих спектра вибраций деталей проверяемого подшипника перестраиваемые генераторы 9 генерируют импульсы пилообразного напряжения, частоты которых соответствуют контролируемым деталям подшипника, а именно наружному кольцу, внутреннему кольцу и шарикам. Частота следования импульсов пилообразного напряжения, генерируемых циклическим устройством 4 должна быть такой, чтобы по точкам пересечения пилообразных напряжений циклического устройства 4 и пилообразных напряжений перестраиваемых генераторов 9 можно было бы с достаточной точностью представить импульсы пилообразного напряжения, генерируемые генераторами 9. Мгновенным значениям пилообразного напряжения, поступающим с циклического устройства 4 на блок умножения 3, присваивается соответствующий вес и производится его перемножение на текущее значение исследуемого вибрационного сигнала. При совпадении значений пилообразных напряжений на циклическом устройстве 4 и каком-либо из перестраиваемых генераторов 9 схема сравнения 5 открывает соответствующую схему совпадения 6 и соответствующее произведение поступает через интерфейс 10 в ЭВМ 11.
При изменении режимов работы подшипника, а именно частоты вращения, датчик вращения 7 через усилитель 8 выдает сигналы управления на входы перестраиваемых генераторов 9, которые соответствующим образом перестраивают частоту, подстраиваясь под режим вращения подшипника.
С выхода датчика вибрации 1 сигнал вибрации подшипника через интерфейс 10 поступает в ЭВМ 11 и служит для оценки общего качества работы диагностируемого подшипника. Кроме того, в ЭВМ 11 через интерфейс 10 с датчика частоты вращения 7 поступает информация о частоте вращения диагностируемого подшипника, что дает возможность точнее проводить диагностику подшипника на различных режимах работы.
Частотные составляющие вибрации элементов подшипника определяются, например, в соответствии с методикой, приведенной в [2].
В качестве датчика вибрации применялись акселерометры типа KD35 (KD10), частота вращения подшипника определялась датчиками вращения типа ПТП11. Для подключения к ЭВМ (ПК) применялся интерфейс фирмы Руднев-Шиляев типа LA2-USB, позволяющий подключать до 32 источников сигналов к ЭВМ.
Автономное проведение предварительного параллельного анализа частотных составляющих вибраций подшипника с помощью специализированных устройств дает возможность существенно повысить быстродействие диагностических процедур (этот анализ можно проводить и с помощью ЭВМ, однако он будет проводиться значительно медленнее вследствие последовательной обработки информации в ЭВМ). Применение ЭВМ на заключительных этапах обработки диагностической информации дает возможность программным путем существенно расширить возможности вибрационной диагностики подшипников, облегчить сервис пользователя.
Источники информации
1. А.с. 1608035 СССР. МПК G01M 13/04. Устройство для вибрационной диагностики подшипников / В.Г.Шуваев №1038818; Заявл. 01.04.82; Опубл. 30.08.83; Бюл. №32.
2. Патент РФ №2104510. МПК G01M 13/04. Способ комплексной вибродиагностики подшипников качения и устройство для его осуществления / Черневский Л.В., Варламов Е.Б., №2104510; Заявл. 06.05.96; Опубл. 10.02.98.