Винахід відноситься до вимірювальної техніки, і машинобудування і може бути використано для діагностики стану підшипників кочення і інших пар тертя. Метою винаходу є повьшеніе точності діагностики. Для досягнення мети вимірюють вібрації пар тертя (ПТ), визначають діагностичний параметр і в порівнянні його з еталонною величиною судять про стан ПВ. Для визначення діагностичного параметра виробляють вьщеленіе областей високих і низьких частот спектра сигналу вібрацій ПТ, виробляють окремо автонормірованіе сигналів в кожній області частот. Визначають рухливості сигналів в областях високих і низьких частот і обчислюють відношення між ними, яке несе інформацію про недосконалість геометрії елементів ПТ і про наявність мікродефектів на поверхнях їх елементів. Це збільшує точність діагностики. Оперативність діагностики повьш1ается за рахунок відсутності необхідності перебудови вимірювального тракту на різні частоти при зміні типорозмірів ПВ. 1 мул. 1 табл. (Сл зі н | СП про ас
Республік (5D 4 G 01 M. 13/04
Н А ВТОРСНОМУ свідчить
ДЕРЖАВНИЙ НОМІТЕТ СРСР
¹- 935733, кл. З 01 M 13/04, 1982. (54) СПОСІБ ДІАГНОСТИКИ СТАНУ
ПАР ТЕРТЯ (57) Винахід відноситься до вимірювальної техніки і машинобудування і може бути використано для діагностики стану підшипників кочення і інших пар тертя. Метою винаходу є підвищення точності діагностики. Для досягнення мети изме. ряют вібрації пар тертя (ПТ), визна "" SU ". 1345087 А1 деляют діагностичний параметр і в порівнянні його з еталонною величиною судять про стан ПВ. Для визначення діагностичного параметра виробляють виділення областей високих і низьких частот спектра сигналу вібрацій ПТ, виробляють окремо автонормірованіе сигналів в кожній області частот. Визначають рухливості сигналів в областях високих і низьких частот і обчислюють відношення між ними, яке несе інформацію про недосконалість геометрії елементів ПТ і про наявність мікродефектів на поверхнях їх елементів. Це збільшує точність діагностики. Оперативність діагностики підвищується за рахунок відсутності необхідності перебудови вимірювального тракту на різні частоти при зміні типорозмірів ПВ.
Винахід відноситься до вимірювальної техніки і машинобудування і може бути використано для діагностики стану підшипників кочення і інших пар тертя.
Мета винаходу †"підвищення точності контролю.
На кресленні зображена блок-схема пристрою, що реалізує предлагае- 10-мий спосіб.
Пристрій містить встановлений на поверхні нерухомої частини пари тертя 1 широкосмуговий перетворень. тель 2, широкосмуговий предварітель- 15 ний підсилювач 3, фільтр 4 низьких частот, блок 5 автонормірованія низькочастотного сигналу вібрацій, блок б визначення рухливості нізкочастстного сигналу. Пристрій також содер 20 жит фільтр 7 верхніх частот, вхід
KoTopoI з'єднаний з другим виходом підсилювача 3, блок 8 автонормірованія високочастотного сигналу вібрацій і блок 9 визначення рухливості високочастотного сигналу, вихід якого з'єднаний з другим входом блоку 10 обчислення відносини і індика ° тором 11.
Спосіб здійснюється наступним 30 чином.
2, встановленим на поверхні нерухомої частини пари тертя 1, вимірюють і перетворять в електричні сигнали вібрації пари тертя. Оскільки конструктивні елементи тіл, що труться можуть викликати вібрації низьких годину. той, то область низьких частот спектра виміряного сигналу несе інформацію про недосконалість геометрії елементів пари тертя, а також про швидкість руху, балансуванню, навантаженні і т.п.
Область високих частот сигналу вібрацій несе інформацію про наявність мікродефектів на поверхнях елементів пар тертя (мікрошорсткості, мікротріщин і т, п ..), а також про стаціонарності процесу тертя. При цьому високочастотна частина сигналу вібрації також залежить. від швидкості руху, навантаження і т, п. елементів пар тертя.
Тому виділяють фільтрами верхніх 7 і нижніх 4 частот області високих і низьких частот посиленого підсилювачем 3 сигналу вібрацій пар тертя.
Області низьких і високих частот визначають наступним чином. Для якісної (еталонної) пари тертя визначають спектральну щільність потужності виміряного сигналу вібрацій.
Основна частина потужності сигналу зосереджена в області низьких частот, тому частоту, при якій рівень спектральної щільності потужності зменшується не менш ніж на А дБ (в більшості випадків задовольняє значення А = 40 дБ), приймають за частоту поділу f. За область низьких часP той приймають інтервал частот (О-f P) кГц, а за область високих частот †"інтервал від 10f Р і вище (до сотень кілогерц). При цьому отримують розв'язку між областями частот, що виключає можливість невизначеності результатів вимірювань в разі потрапляння складової сигналу вібрацій з частотою, близькою до f в обидві області частот, Для більшості зустрічаються пар тертя f Pc) 0 кГц. Тому не потрібно перебудова вимірювальних трактів (в більшості випадків) на іншу f при зміні тир за розміром і типу контрольованих пар тертя, що сприяє підвищенню оперативності діагностики. В окремих випадках. (Наприклад, при великих відмінностях типорозмірів контрольованих пap) перебудова областей частот значно простіше в порівнянні з прототипом, а діагностика оперативніше.
Далі в блоках автонормірованія сигналів вібрацій в областях високих 8 і низьких 5 частот нормують рівні амплітуд сигналів до величин, необхідних для точності визначення подвижностей сигналів. При цьому вважають як низькочастотний, так і високочастотний сигнали рівноцінними з точки зору їх вкладу в діагностичний параметр. Після цього в блоках визначення подвижностей високочас-. Тотнем 9 і низькочастотного сигналів 6 визначають відповідно рухливість сигналу в області високих частот М "і рухливість сигналу в області низьких частот M які, зокрема, відповідають центру тяжкості спектральної щільності (середньої частбте сигналу). Залежно від низькочастотного і високочастотного сигналів, що відображають стан пар тертя і процес тертя, певні рухливості несуть інформацію про наявність мікродефектів на поверхнях елементів пар тертя і стаціонарності процесу тертя (MB "), а також
1345087 про недосконалість геометрії елементів пар тертя (1 (1 "ц).
Рухливість сигналу на високих частотах виражається
Рухливість сигналу на низьких частотах виражається
N = () (ГІ) S (f) df / () і) ю / г про де f - частота;
S, "(f), S" "(f) вЂ" енергетичний спектр відповідно сигналів (2) високих і низьких частот.
У разі стаціонарного випадкового гауссовского процесу, яким в, зокрема, можна вважати сигнал вібрацій "інформативним параметром процесу. є середнє число перетинів з нульовим рівнем
S (r) àè) ", (3) про де (() - частота
S (()) †"енергетичний спектр.
У рівнянні (3), замінивши межі інтегралів відповідно до виділених граничним частотам областей низьких і високих частот, отримують, що кількість перетинів через нульовий рівень тотожне рухливості. Інформативність числа перетинів як діагностичного параметра підтверджується
його зв'язком з кореляційної функцією сигналу, отже, і рухливість сигналу є інформативним параметром при діагностиці стану пар тертя.
У блоках 6 визначення подвижностей сигналів отримують результат, відповідний сигналу вібрацій і його змін. При цьому повьппают точність діагностики, так як методи визначення подвижностей (середнього числа перетинів з нульовим рівнем за одиницю часу) відрізняються високою точністю і простотой.іх здійснення. Далі в блоці 10 обчислення відносини визначають величину (: (=
= М ь "/ M ц", що також спосіб стуй т повьш) енію точності. через виключення неінформативних параметрів з точки зору діагностики стану пар тертя, таких як швидкість руху, навантаження і т.п. Отриманий в індикаторі 11 результат відносини сравніва5 ють з еталонним значенням у вигляді інтервалів значень, попередньо встановлених для різних типів і типорозмірів пар тертя як якісних, так і з типовими дефектами.
Результат більш точно відображає стан пар тертя, так як шляхом виключення неінформативних параметрів збільшують відстані між рівнями результатів, що відповідають різним класам станів надійного спрацьовування блоків визначення подвижностей.
Як блоків 6 і 9 визначення подвижностей сигналів, а також. блоків обчислення відносини 10 і індикації 11 використаний, наприклад, двоканальний частотомер ЧЗ-54 в режимі виміру відносини частот, на перший вхід якого підключений вихід блоку 8 автонормірованія високочастбтного
Приклад. Як пари тертя обраний підшипник кочення 1000906.
ЗО Змінюють швидкість обертання і, навантаження F. Частота настройки фільтрів
f = 5 кГц. Результати дані в таблиці.
З таблиці видно, що М ц "і N ПЦ показання частотоміра пропорційні рухомого. Зміна швидкості обертання і навантаження викликає незначні зміни ставлення в той час як окремо N è N ц змінюються до 407. Це показує інва40 ріантность відношення до неінформативним параметрам. У разі дефектного стану (перекіс осі внутрішнього кільця) величина d змінюється приблизно в два рази, тобто збільшується
45 інтервал між рівнями різних станів, що збільшує ймовірність виявлення дефекту і підвищує точність через зменшення впливу дисперсії результатів на визначення
5О стану пар тертя.
Пропонований спосіб за рахунок застосування нового діагностичного параметра дозволяє зменшити похибки вимірювань, оцінити дефекти геометрії і мікродефекти пар тертя, виключити неінформативні параметри і таким чином підвищити точність і оперативність діагностики. При цьому ве5087 яка значиться відношення між ними. У ИВЧ
ІНЧ кГц, Подйннннк
100 J 0 50) 100 0 50) 100
82,5 80,3 40, 6 37,3
Якісний 1500 1, 93 2, 21 2, 10