Спосіб контролю навантажень на обертових об`єктах

Спосіб контролю навантажень на обертових об'єктах, відповідно до якого формують за допомогою випромінювача у вигляді лазерного джерела C2 2 83745 1 3 83745 Пристрій, що реалізує спосіб, забезпечує безконтактне вимірювання вібрацій обертових частин технологічної системи на основі оптичних приладів з високою стабільністю вимірювання. У відомому пристрої не враховані шорсткості і дефекти покриття поверхні вимірювання обертового валу, що істотно знижує точність вимірювання амплітуди вібрації. Крім того, у відомому пристрої контроль амплітуди вібрації здійснюється в одній площині, що недостатнє для діагностики стану механізму. В основу винаходу поставлена задача: у способі контролю навантажень на обертових об'єктах шляхом обліку шорсткостей і дефектів покриття поверхні контроля обертового валу виконується калібрування контролю, що дозволяє підвищити точність отриманих результатів. Крім того, контроль величини крутного моменту та амплітуди відхилення вала в трьох площинах дозволяє підвищити достовірність і інформативність контролю. Поставлена задача розв'язується так, що в способі контролю навантажень на обертових об'єктах формують за допомогою випромінювача у вигляді лазерного джерела промінь і спрямовують його на поліровану поверхню обертового валу, на якому закріплене навантаження, приймають відбиваючий промінь світлочутливим пристроєм і реєструють приладом, відповідно до винаходу, перший промінь лазерного джерела, подають на торцеву Z поверхню валу, другий - на твірну валу, що лежить в горизонтальній X площині, а третій і четвертий промінь лазерного джерела подають, по різні сторони навантаження, на твірну валу, що лежить вертикальною Y і провертають вал в одному напрямі так, щоб здійснювався безперервний контроль амплітудного значення відхилення променя на виділених ділянках, фіксують зміну амплітуди в кожній площині окремо і обчислюють її максимальне значення в статиці, потім встановлюють частоту обертання валу, що дорівнює робочій частоті механізму, і виконують контроль амплітуди коливання валу в динаміці в кожній площині і по отриманим значенням амплітуди відхилення в динаміці і в статиці визначають величину вібрації обертового об'єкту, а по отриманим значенням амплітуди відхилення в динаміці і в статиці третього і четвертого променя визначають величину крутного моменту. Спосіб, що заявляється, реалізується наступним чином. Виділені ділянки бічної і торцевої поверхні валу, на якому закріплене навантаження, полірують. На торцеву Z поверхню валу подають перший промінь лазерного джерела. Приймають відбиваючий промінь світлочутливим пристроєм і реєструють приладом. Другий промінь лазерного джерела подають на твірну валу, що лежить в горизонтальній X площині, і реєструють відбиваючий промінь. Третій і четвертий промінь лазерного джерела подають по різні сторони навантаження на твірну валу, що лежить у вертикальній Y площини, і реєструють відбиваючі проміння. Провертають вал в одному напрямі таким чином, щоб здійснювався безперервний контроль амплітудного значення відхилення променя на виділених ді 4 лянках. Фіксують зміну амплітуди в кожній площині окремо і обчислюють її максимальне значення в статиці. Встановлюють частоту обертання валу рівній робочій частоті механізму і виконують контроль амплітуди коливання валу в динаміці. Потім по отриманим значенням амплітуди відхилення в динаміці і в статиці визначають величину вібрації обертового валу і величину крутного моменту. На Фіг.1 приведена схема пристрою, за допомогою якого реалізується спосіб контролю навантажень на обертових об'єктах. Пристрій містить вал 1, навантаження 2, блок 3 контролю амплітуди відхилення по вертикалі Y, блок 4 контролю амплітуди відхилення по горизонталі X, блок 5 контролю амплітуди відхилення осі Z, блок 6 контролю крутного моменту, кожний з блоків 3, 4, 5, 6 містить лазерне джерело 7 і світлочутли вий пристрій 8, реєструючий прилад 9 і ПЕОМ 10. Пристрій працює таким чином. Для контролю навантажень (вібрації та крутного моменту) обертового валу 1 виділені ділянки бічної і торцевої поверхні валу полірують. Встановлюють блок 3 контролю амплітуди відхилення по вертикалі У так, щоб здійснювався оптичний зв'язок між променем, спрямованим від лазерного джерела 7 на твірну валу 1, що лежить в горизонтальній площині, і прийнятим світлочутливим пристроєм 8 променя, відбиваючого від твірної валу 1. Блок 4 контролю амплітуди відхилення по горизонталі X встановлюють так, щоб здійснювався оптичний зв'язок між променем, спрямованим від лазерного джерела 7 на твірну валу 1, що лежить у вертикальній площині, і прийнятим світлочутливим пристроєм 8 променя, відбиваючого від твірної валу 1. Блок 5 контролю амплітуди відхилення по осі Z встановлюють так, щоб здійснювався оптичний зв'язок між променем, спрямованими від лазерного джерела 7 на торцеву поверхню валу 1 і прийнятим світлочутливим пристроєм 8 променя, відбиваючого від останньої. Блок 6 контролю крутного моменту встановлюють по іншу сторону навантаження на відстані L від блоку 3 контролю амплітуди відхилення по вертикалі Y1 таким чином, щоб здійснювався оптичний зв'язок між променем, спрямованим від лазерного джерела 7 на твірну валу 1, що лежить в горизонтальній площині, і прийнятим світлочутливим пристроєм 8 променя, відбиваючого від твірної валу 1. Провертають вал в одному напрямі так, щоб здійснювався безперервно контроль положення світлової плями за допомогою блоків 3, 4, 5, 6 у відповідній площині X, Y і Z. Реєструють приладом 9 і за допомогою ПЕОМ визначають величини відхиленнях Х1 Y1, Y11 і Z1 світлової плями в кожній площині X, Y і Z, по них судять про наявність шорсткостей і дефектів покриття контролюємих поверхонь валу 1 в статиці. Визначають відповідність між координатами Y1, Y1 1. Встановлюють частоту обертання валу, що дорівнює робочій частоті механізму. Визначають зміни положення Х2, Y2, Y12 і Z2 світлової плями в кожній площині в динаміці. По одержаних результатах з ура хуванням даних в статиці за допомогою ПЕОМ обчислюють амплітудні відхилення обертового валу в кожній площині 5 83745 окремо. По ступеню змін амплітуди відхилення судять про технічний стан механізму, що діагностується. Величину вібраційних навантажень на вал визначають по формулі: A= (X 2 - X1 )2 + (Y2 - Y1 )2 + (Z 2 - Z1 )2 . 1 1 Y1 i Y2 По величині відхилення амплітуди визначають значення крутного моменту на валу механізму, що діагностується, по формулі: æ Y1 - Y1 ö 1 ÷ M КР = G P ç 2 ç ÷, L è ø де G - модуль Юнга другого роду, ІП - полярний момент інерції валу. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 Пропонований спосіб дозволяє підвищити достовірність і інформативність контролю, своєчасно знайти передаварійну ситуацію, пов'язану з передчасним зносом і назріваючою відмовою механізму. В даний час в інституті розроблена конструкторська документація, виготовлений і випробуваний пристрій, що реалізує спосіб контролю навантажень на обертових об'єктах. Джерела інформації: 1. Патент Россия №2004107090, МПК7 G01L1/00 / Устройство для измерения нагрузок на вращающи хся деталях, Оп убл. 2005.03.27. 2. Патент Россия №2185949, МПК7 G01H09/00, Способ измерения вибраций технологической системы при шлифовании, Опубл. 2002.07.27. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601