ДИНАМИЧЕСКИЙ ВОЛНОМЕР

ДИНАМИЧЕСКИЙ ВОЛНОМЕР
Техническое решение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано преимущественно для контроля готовых изделий с целью определения качества изготовления пзггем анализа измеряемых характеристик.
Известны способ и устройство для оценки неидеальности геометрии поверхности колец или шариков посредством анализа вибросигналов (см.журнал Конструирование и технология машиностроения, 1987, № 1, с. 140-149). Способ основан на анализе короткого вибрационного сигнала, возбуждаемого при встрече шариков с дефектами на вращающемся кольце или вращающегося кольца с дефектами шариков в собранном подшипнике. Устройство содержит прибор, воспроизводящий вибрационные сигналы, фильтр высоких частот, цифровой магнитофон, датчик, динамик, фильтр низких частот, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, ЭВМ.
Этот известный способ оценки неидеальности геометрии поверхности колец и шариков подшипников и устройство для реализации способа позволяют определить степень несоответствия измеряемых размеров деталей подшипника их эталонным пороговым значениям.
Недостатками такого известного способа и устройства являются низкие технологические возможности при диагностике подшипников, низкая точность оценки микрогеометрии поверхностей колец и шаров, а также низкая производительность процесса контроля, поскольку проверку шупом можно осуществлять только после разборки подшипника.
МКПО01М13/04
Известны также способ комплексной вибродиагностики подшипников качения и устройство для его осуществления (см. патент РФ № 2104510, по кл. МКП Ко G 01 М 13/04,1997), которые приняты за прототип. Способ заключается в том, что измеряют вибросигнал подшипника при вращении его под нагрузкой, который затем дискретизируют, преобразовывают в цифровую форму и вводят в рабочий буфер в разных режимах. В каждом из режимов вибросигнал подвергают быстрому преобразованию Фурье и определяют индивидуальные для каждого подшипника частоты вращения ротора, сепаратора с шариками относительно наружного и внутреннего колец, шарика вокруг собственной оси и пиковую частоту. О состоянии элементов подшипника судят путем сравнения полученных вибросигналов с заложенными в памяти ЭВМ нормативными данными.
Устройство для реализации этого способа содержит вибропреобразователь, усилитель-корректор, фильтры верхних и нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, быстрый преобразователь Фурье, определитель частоты и периодов вращения, частотомер пиковых частот, а также ЭВМ с дисплеем и печатающим устройством.
Однако известные способ и устройство не позволяют выявить на контролируемой поверхности шариков такие дефекты, как волнистость и некруглость.
Поставлена задача расширить диапазон контролируемых видов дефектов, предложить, простое и надежное по конструктивному исполнению устройство, обеспечивающее высокое качество диагностики шариков и простоту его обслуживания.
Устройство диагностики шариков подшипников представляет собой программно-аппаратный комплекс, названный динамическим волномером, который содержит механический узел для фиксации и обеспечения процесса привода измеряемого шарика во вращение, устройства прижима датчика к поверхностей щарика, согласующий усилитель сигналов датчика, программируемый усилитель, фильтр низких частот, установленные в крейте. Крейт электрически связан с платой ввода-вывода аналоговой информации (аналого-цифровой преобразователь АЦП), установленной в корпусе персонального компьютера с заложенными в памяти пороговыми значениями сигналов, который снабжен средствами программного управления, а также монитором, клавиатурой и печатающим устройством.
Сущность устройства поясняется чертежом, где показана его принципиальная схема.
Программно-аппаратный комплекс - динамический волномер- содержит механический узел, включающий приводную установку 1 для вращения измеряемого шарика (Ш), устройство прижима 2 и датчикодержатель 3 с датчиком 4, который электрически связан с согласующим усилителем 5, а через него - с программируемым усилителем 7 и фильтром низких частот 8. Программирумый усилитель 7 и фильтр низких частот 8 установлены в крейте 6, который связан с платой ввода-вывода аналоговой информации 9, установленной в корпусе персонального компьютера 10. В состав компьютера входят также монитор 11, клавиатура 12 и мыщь 13. Работа комплекса осуществляется под руководством программного задатчика СПО/ДВ.
Работает устройство следующим образом.
Контролируемый шарик (Ш) устанавливают в зажимах 2 приводной устанвки 1, которая приводит его во вращение. Датчикодержатель 3 прижимает щуп датчика вибрации 4 к поверхности шарика. При поступлении сигнала вибрации на согласующий усилитель 5, а затем и на программируемый усилитель 7 автоматически устанавливается оптимальный коэффициент усиления. Сигналы датчика вибрации 4 после преобразования их в цифровую форму, записываются в буфер памяти компьютера 10. Затем сигнал подвергается интегрированию, преобразованиям Фурье и усреднению. Таким образом появляются два амплитудных спектра. 3
соответствующие отклонению от круглости и скорости отклонения от круглости. При всей сложности и большом объеме обработки поступающей информации для оператора процесс-измерения получается очень простым. Все необходимые для работы подсказки выдаются на экран дисплея. Оператору необходимо только, следуя им, поставить на установку шарик, ввести его номер, а по окончании процесса измерения снять его. В процессе работы компьютер также сообщает о том, каким этапом обработки сейчас занята программа.
Результаты обработки могут быть представлены в различных видах. На фиг. 2 показана круглограмма скорости отклонения от круглости.
Кроме этого, можно представить круглограмму отклонения от круглости и соответствз ющие спектры, как в виде графиков (см.фиг.2), так и в виде таблиц. В них представлены гармоники вплоть до двухсотой. Точность и порог чувствительности для смещения 10- мкм, а для скорости - 1 мкм/с.
Техническим результатом предлагаемого устройства для диагностики шариков подщипников является создание прибора - динамического волномера, представляющего собой программно-аппаратный комплекс для определения точности изготовления шариков в динамическом режиме, обладающего широкой универсальностью, высокой точностью и простотой осуществления технологических операций контроля.
Авторы:
Л.В.Черневский Варламов
Заявитель: Заместитель Генерального , директора ОАО В Н И П  изамутдинов