Пристрій для вібродіагностики підшипникових вузлів

1. Пристрій для вібродіагностики підшипникових вузлів, що містить послідовно з'єднані вібровимірювальний перетворювач і підсилювач, а також фільтр, вихід якого з'єднаний з блоком визначення середнього квадратичного значення амплітуд і першим амплітудним детектором, вихід якого через подільник зв'язаний з індикатором, а також пристрій оснащений блоком автонормування, другим амплітудним детектором, чотирма керованими вузькосмуговими фільтрами, датчиком частоти обертання і комутатором, причому блок автонормування підключений між підсилювачем і фільтром, інформаційні входи керованих вузькосмугових фільтрів підключені до виходу амплітудного детектора, керуючі входи - до датчика частоти обертання, а виходи через комутатор і послідовно з'єднаний з ним другий амплітудний детектор - до другого входу подільника, який відрізняється тим, що він оснащений подільником частоти, включеним між виходом тахометра і керуючим входом швидкодіючого загороджувального синхронного фільтра, вхід якого підключений до виходу мультиплексора, а вихід через послідовно з'єднані фільтр нижніх частот, перший квадратор, перший блок вагової функції, перший інтегратор до першого виходу подільника, другий вихід якого підключений до входу другого інтегратора, вхід інтегратора з'єднаний з входом другого блока ва U 2 (11) 1 3 зумовлена енерційністю налаштування загороджуючого та гребенистого фільтрів. З відомих пристроїв для контролю підшипникових вузлів найбільш близьким за технічною суттю до винаходу є пристрій для контролю підшипників кочення [2], який має послідовно з'єднанні вібровимірювальний перетворювач і підсилювач, а також фільтр вихід якого з'єднаний з блоком визначення середнього квадратичного значення амплітуд і першим амплітудним детектором, вихід якого через подільник зв'язаний з індикатором, а також пристрій оснащений блоком автонормування, другим амплітудним детектором, чотирма керованими вузькосмуговими фільтрами, датчиком частоти обертання і комутатором, при чому блок автонормування підключений між підсилювачем і фільтром, інформаційні входи керованих вузькосмугових фільтрів підключені до виходу амплітудного детектора, керуючі входи до датчика частоти обертання, а виходи через комутатор і послідовно з'єднаний з ним другий амплітудний детектор до другого входу подільника. Недоліком винаходу являється недостатньо чітке виділення інформативних підшипникових частот, що зумовлено низькою швидкодією вузькосмугових фільтрів. Визначення інформативних підшипникових частот являється важким процесом, це зумовлено тим, що вібраційні сигнали дуже слабкі за рівнем, а поруч з ними знаходяться набагато потужніші основні гармоніки вібрації. Тому визначення дефектів підшипників кочення на ранній стадії - основна проблема діагностики. Задачею корисної моделі є чітке виділення інформативних підшипникових частот, визначення дефектів підшипникових вузлів на самій ранній стадії зародження, мінімальна кількість недостовірної інформації, швидкодія та простота в застосуванні навіть не для спеціаліста, достатня кількість інформації про прийняття рішення для подальшого аналізу. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для вібродіагностики підшипникових вузлів, який має послідовно з'єднанні вібровимірювальний перетворювач і підсилювач, а також фільтр вихід якого з'єднаний з блоком визначення середнього квадратичного значення амплітуд і першим амплітудним детектором, вихід якого через подільник зв'язаний з індикатором, а також пристрій оснащений блоком автонормування, другим амплітудним детектором, чотирма керованими вузькосмуговими фільтрами, датчиком частоти обертання і комутатором, при чому блок автонормування підключений між підсилювачем і фільтром, інформаційні входи керованих вузькосмугових фільтрів підключені до виходу амплітудного детектора, керуючі входи до датчика частоти обертання, а виходи через комутатор і послідовно з'єднаний з ним другий амплітудний детектор до другого входу подільника, з метою підвищення швидкодії і точності він оснащений подільником частоти підключеним між виходом тахометра і управляючим входом швидкодіючого загороджуючого синхронного фільтра вхід якого підключений до виходу мультиплексора, а вихід через послідовно з'єднані фільтр 60405 4 нижніх частот, перший квадратор, перший блок вагової функції, перший інтегратор до першого виходу подільника, другий вихід якого підключений до входу другого інтегратора, вхід інтегратора з'єднаний з входом другого блока вагової функції і вхід котрого з'єднаний з виходом другого квадратора, вхід котрого підключений до виходу мультиплексора. Швидкодіючий загороджуючий синхронний фільтр включає два ітераційних інтегруючих перетворювача входи яких з'єднані з виходом фільтра, а виходи з входами суматора, вихід котрого з'єднаний з виходом фільтра, керуючий вхід фільтра з'єднаний з входом подільника, а фазорозщеплювач один із виходів котрого з'єднаний з входом управління першого ітераційного інтегруючого перетворювача, а другий з входом другого ітераційного інтегруючого перетворювача. Ітераційний інтегруючий перетворювач містить інтеграторсуматор (1С) перший вхід якого підключено до входу швидкодіючого загороджуючого синхронного фільтра, а вихід до входів першого та другого аналогових комутаторів, виходи яких підключені до землі через другий та третій конденсатори відповідно. Другий вхід інтегратора-суматора підключений до виходу перетворювача напруги (ПН), а вхід якого підключений до першого та другого аналоговий комутаторів через третій та четвертий аналогові комутатори відповідно, керуючі входи першого та четвертого аналогових комутаторів до входу синхронізації швидкодіючого загороджуючого фільтру, який через інвертор підключений до керуючих входів другого та третього аналогових комутаторів, вихід швидкодіючого загороджуючого синхронного фільтра підключено до виходу перетворювача напруги. Введення в пристрій подільника частоти підключеного між виходом тахометра і керуючим входом швидкодіючого загороджуючого синхронного фільтра, вхід якого підключений до виходу мультиплексора, а вихід через послідовно з'єднані фільтр нижніх частот, перший квадратор, перший блок вагової функції, перший інтегратор до першого виходу подільника, другий вихід якого підключений до входу другого інтегратора, вхід інтегратора з'єднаний з входом другого блока вагової функції і вхід котрого з'єднаний з виходом другого квадратора, вхід котрого підключений до виходу мультиплексора, відрізняє запропонований пристрій, оскільки підвищує швидкодію і точність визначення дефектних частот підшипника. На кресленні зображена: Фіг. 1 - блок-схема пристрою для вібродіагностики підшипникових вузлів. Фіг. 2 - швидкодіючий загороджуючий синхронний фільтр. Фіг. З - електрична схема ітераційного інтегруючого перетворювача. Пристрій для вібродіагностики підшипникових вузлів містить вібровимірювальний перетворювач 1, узгоджуючий підсилювач 2, автонормуючий пристрій З, тахометр 4, слідкуючі смугові фільтри (широкосмугові) 5-8, мультиплексор 9, швидкодіючий загороджуючий синхронний фільтр 10, фільтр нижніх частот 11, перший і другий квадратори 12,18, перший і другий блоки вагових функції 13, 5 19, перший і другий інтегратори 14, 20, подільник 15, індикатор 16, подільник частоти 17. Пристрій для вібродіагностики підшипникових вузлів працює таким чином. Вібрації сприймаються вібровимірювальним перетворювачем 1, поступають на узгоджуючий підсилювач 2, перетворюються в електричний сигнал пропорційний необхідному параметру вібрації, далі сигнал поступає на автонормуючий пристрій З, де відбувається його стабілізація по амплітудним значенням, потім сигнал з виходу автонормуючого перетворювача потрапляє на входи чотирьох широкополосних слідкуючих фільтрів 5-8, кожен з цих фільтрів налаштований на гармоніку, яка є найбільш близькою до відповідної підшипникової частоти, тобто на виході цих фільтрів будемо мати сигнал відповідної гармоніки і розташований поруч з ним сигнал відповідної підшипникової частоти. Один із вихідних сигналів вибирається мультиплексором 9 і потрапляє на вхід швидкодіючого загороджуючого синхронного фільтра 10, який реалізується шляхом використання двох ітераційно інтегруючих перетворювачів (ПП), що керуються меандровими сигналами, керуючі сигнали 60405 6 отримуються за допомогою подільника фазорозщеплювача (ПФР). Швидкодіючий загороджуючий синхронний фільтр 10 придушує відповідну гармоніку вхідного сигналу і пропускає розташований поруч сигнал з підшипниковою частотою, фільтр нижніх частот 11 обмежує смугу шумів на фоні корисного сигналу, а також виділяє різницеву частоту биття, спектральна щільність якого визначається за теоремою Парсеваля, піднесенням до квадрату його часової реалізації та інтегруванням за певний час аналізу. Для того щоб скоротити цей час між виходами квадраторів 12, 18 і входами інтеграторів 14, 20 включено блоки вагових функцій 13, 19, що реалізуються шляхом перемноження косинусоїдальної функції в межах - до , зміщені по осі ординат на величину своєї амплітуди. Після інтегрування сигналу за час аналізу Т отримаємо незміщену оцінку сумарної дисперсії вхідного сигналу. Джерела інформації 1. Патент SU, №1142747 A G 01 М 13/02, 1985 2. Патент SU, №1712807 А1 G 01 М 13/04, 1992. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 60405 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601