DE2830170C2

DE2830170C2 - Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Vielzahl von Wälzlagern

Info

Publication number: DE2830170C2
Application number: DE19782830170
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1978-07-08
Filing date: 1978-07-08
Publication date: 1980-09-18
Also published as: SE428731B; SE7905925L; DE2830170B1

Description

Die Erfindung bezieht sich =iuf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Vielza¹·! von Wälzlagern mittels zumindest eines in der Nähe eines der Laufbahnträger jedes Wälzlagers angeordneten, die Lagerschwingungen messenden elektrischen Signalgebers und einem mit jedem Signalgeber verbindbaren Meßgerät zur Feststellung des vom Ausgang des Signalgebers eines Wälzlagers innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit abgegebenen maximalen Signals.

Überwachungseinrichtungen dieser Art sind zur Wartung von Wälzlagern insbesondere in solchen Anlagen erforderlich, die während ihres Betriebes nur schwer zugänglich sind, beispielsweise in Anlagen, in denen radioaktive Materialien hergestellt oder verarbeitet werden. Eine Überwachung der Wälzlager in diesen Anlagen ist jedoch aus sicherheitstechnischen Gründen unumgänglich. Um einen Ausfall der Lager und daraus resultierende Notfälle zu vermeiden, gehört die Funktionsprüfung der Wälzlager zu den routinemäßigen Wartungsarbeiten.

Bei einer bekannten Überwachungseinrichtung für Wälzlager werden Laufruhe und Lagerschwingung als Maß für die Beurteilung der Qualität der in der Anlage eingebauten Wälzlager ausgewertet. In der Nähe eines der Laufbahnträger ist in der Lagerschale des Wälzlagers ein elektrischer Signalgeber angebracht. Der Betrag der von den Signalgebern während des Betriebes der Wälzlager abgegebenen Spannungswerte ist abhängig von der Lagerschwingung und um so höher, je stärkere Stöße von nicht mehr intakten Lagericilen verursacht werden. Die für einen ungestörten Beiriebsablauf erforderliche Qualität des Wälzlagers ist um so höher, je weniger und je schwächere Stöße pro Zeiteinheit registriert werden. Die vom Signalgeber abgegebenen elektrischen Signale werden deshalb einem Meßgerät abgeschaltet, das dafür geeignet ist, die innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit abgegebenen maximalen elektrischen Signale festzustellen. Diese Signale werden ausgewertet. Nachteil der bisher bekannten Überwachungseinrichtung ist deren hoher apparativer und manueller Aufwand. Dies verhindert eine Überwachung in kurzen Zeitabständen, die insbesondere deshalb wünschenswert ist, weil ein Ausfall von Wälzlagerkörpern infolge Materia^rmüdung unvorhergesehen eintreten und ein Wälzlager plötzlich blockieren kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von Wälzlagern zu schaffen, die eine kontinuierliche Überwachung, zumindest eine Überwachung in verhältnismäßig kurzen Zeitabständen erlaubt, wobei die Schaltungsanordnung einfach aufgebaut und leicht handhabbar sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der vorgenannten Art gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Durch Einsatz eines Mikroprozessors und eines von diesem gesteuerten Decoders wird in vorteilhafter Weise der zeitliche Absland zwischen aufeinanderfolgenden Überprüfungen der Funktionstüchtigkeit eines Wälzlagers in erster Linie bestimmt durch die Meßzeit zur Feststellung des Spitzenwertes der abgegebenen Signale vom Ausgang des Signalgebers. Insbesondere erlaubt es die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, bei jeder Überprüfung eines der Wälzlager mehrere

ίο Messungen durchzuführen und so die Qualität eines Wälzlagers nach Ait/.ahl und Stärke der registrierten Stöße zu bewerten. Werden beispielsweise 5x2 Sekunden für die Meßzeit gewählt und sind 100 Wälzlager zu überwachen, wird ein Wälzlager etwa alle 20 Minuten einmal überprüft.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in Patentansprüchen 2. 3 und 4 angegeben. Das Ansteuern einer Ziffernanzeige parallel zum Decoder gibt neben der Anzeige, welches der Wälzlager gerade überprüft wird.

zugleich eine Kontrolle über den Betrieb der Überwachungseinrichtung. Auch wird der momentane Qualitätszusland eines Wälzlagers nach Auswertung der gemessenen Signale mittels eines dem Mikroprozessor nachgcschaltetcn Anzeigegerätes nach außen sichtbar gemacht.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles, dessen Blockschaltbild in der Zeichnung wiedergegeben ist, näher er läutert.

In der Zeichnung sind die /u überwachenden Wälzlager im einzelnen nicht gezeigt, lediglich symbolisch ist ein Wälzlager 1 dargestellt, in dessen Lagerschale in der Nähe vom äußeren Laufbahnträger 2 ein elektromcchanischcs Schwingsystem mit Piezokristall als elektrischer Signalgeber 3 zur Anzeige der Laufruhc und Lagerschwingung eingesetzt ist. Im Ausführungsbeispiel sind an die Überwachungseinrichtung insgesamt 90 Wälzlager angeschlossen, leder Ausgang 4 der Signalgeber 3 ist über einen Decoder 5 mit einem Meßgerät 6 verbindbar, das das vom Signalgeber 3 innerhalb einer vorgegebenen Meßzeil abgegebene maximale Signal feststellt. Dieses Signal wird einem Analog-Digital-Umformer 7 zugeführt und als digitaler Wert über Eingang 8 einem Mikroprozessor 9 eingegeben. Die Messungen werden fünfmal je

hi zwei Sekunden lang pro überprüftcs Wälzlager durchgeführt. Die dabei erhaltenen fünf Meßwerte werden zunächst in Speichcreinhcitcn des Mikroprozessors registriert und anschließend gcmitiell. um sowohl

Anzahl und Stärke der gemesssenen Stößel zu bewerten. Der Mittelwert wird für die Berechnung einer Bewertungszahl benutzt, die Auskunft Ober die Qualität des überprüften Wälzlagers gibt.

Über eine mit einer Zähleinheit verbundene Ausgabeeinheit IO des Mikroprozessors 9 wird der Decoder 5 und eine dem Decoder 5 parallel geschaltete Ziffernanzeige 11 angesteuert Im Ausführungsbeispiel wird eine Leuchiziffernanzeige verwendet, bei der zwei Ziffern durch jeweils sieben einzelne Leuchtsegmente charakterisiert werden.

Der Decoder 5 weist zur Auswahl eines der überwachten Wälzlager einen Vordecoder 12 für die Zehnerstelle und 10 nachgcschaltete Decoder für die Einerstellen auf, von denen in der Zeichnung nur die Einerstellen-Decoder 13 bis 16 stellvertretend für alle nachgeschalteten Einerstellen-Decoder wiedergegeben sind. Die Ausgänge dieser Decoder bilden Relais, über deren Kontakte das vom Signalgeber des angesteuerten Wälzlagers kommende Meßsignal auf das Meßgerät durchgeschaltet wird, wie es am Decoder 16 durch Relais 17 mit Kontakt 18 für Signalgeber 3 deb Wälzlagers 1 dargestellt ist.

Der Mikroprozessor 9 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Zentraleinheit 19, einem Lesespeicher 20 (PROM) und einem Schreib-Lese-Speicher 21 (RAM), die untereinander mittels BUS-Verbindungen gekoppelt sind. Zur Übe; wachung der Wälzlager 1 geht zunächst von der Zentraleinheit 19 des Mikroprozessors 9 ein Zählsignal für Ziffernanzeige 11 und Decoder 5 aus. Das jo von der Ziffernanzeige 11 angezeigte Wälzlager wird zur Überprüfung angesteuert. Dabei wird der Ausgang 4 des Signalgebers 3 mit dem Eingang des Meßgerätes 6 verbunden. Als Meßzeit sind 5x2 Sekunden vorgesehen, so daß innerhalb von 10 Sekunden fünf Signale des J5 Meßgeräts 6 über den Analog-Digital-Umformer 7, der von einem Zcitgcbersignal 22 freigegeben wird, im Mikroprozessor 9 gespeichert werden. Aus dem Mittelwert der gespeicherten Signale wird vom Mikroprozessor mit Hilfe eines gespeicherten Rechenprogramms eine Bewertungszahl berechnfit, die Aufschluß über aen Zustand des geprüften Wälzlagers gibt und von einem am Ausgang 23 des Mikroprozessors 9 angeschlossenen Anzeigegerät oder von einem an der seriellen Eingabe-Ausgabe 24 anschließbaren Datensichtgerät angezeigt wird. Die Bewertung der momentanen Qualität eines Wälzlagers erfolgt durch Vergleich der ermittelten Bewertungszahl mit einem Sollwert, der dem Speicher des Mikroprozessors 9 als Festwert aufgegeben wird, der aber auch System immanent ermittelbar ist, etwa dadurch, daß nach Anlauf des Wälzlagers nach dessen Montage in der Anlage ein »Neuwert« festgestellt und als Sollwert gespeichert wird. Dies ist vor allem deshalb von Vorteil, weil auf diese Weise jedes überwachte Wälzlager individuell durch Vorgabe eines das Wälzlager charakterisierenden Sollwertes berücksichtigt werden kann.

Weicht die vom Mikroprozessor 9 ermittelte Bewertungszahl für eines der Lager vmi Sollwert ab. wird vom Mikroprozessor 9 über Kanal 25 eine Warnanlage in Betrieb gesetzt. Für das Bedienungspersonal besteht dann die Möglichkeit, über einen Anschluß 26 den programmierten Betriebsablauf der Überwachungseinrichtung zu unterbrechen und selbst die vom Signalgeber abgegebenen Signale zu überprüfen. Es ist jedoch über einen weiteren Anschluß 27 am Mikroprozessor 9 auch möglich, den Mikroprozessor 9 unabhängig von den vom Analog-Digital-Umfoi-mer 7 abgegebenen Signalen zu biMreiben, was zur Überprüfung des Mikroprozessors selbst aber auch zur Sollwertermittlung und Programmierung nach Austausch eines der Wälzlager vorteilhaft ist. Im Ausführungsbeispiel ist der Mikroprozessor 9 auch mit einer internen Überprüfungseinheit 28 ausgestattet, die jeweils nach Ablauf einer Umfrage-Periode die Überprüfung der Funktionstüchtigkcil der elektronischen Einheiten selbst vornimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Vielzahl von Wälzlagern mittels zumindest eines in der Nähe eines der Laufbahnträger jedes Wälzlagers angeordneten, die Lagerschwingungen messenden elektrischen Signalgebers und einem mit jedem Signalgeber verbindbaren Meßgerät zur Feststellung des vom Ausgang des Signalgebers eines Wälzlagers innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit abgegebenen maximalen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Signalgebern (3) und Meßgerät (6) ein Decoder (5) angeordnet ist, der von einem Mikroprozessor (9) gesteuert Meßgerät (6) und Ausgang (4) des Signalgebers (3) eines der Wälzlager (1) miteinander verbindet, und daß dem Meßgerät ein Analog-Digital-Umformer (7) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangswert dem Mikroprozessor (9) zugeführt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (9) eine den Decoder (5) ansteuernde Zähleinheit aufweist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Decoder (5) eine Ziffernanzeige (11) parallel geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Mikroprozessor (9) ein Anzeigegerät zur Anzeige des Bewcriungsergebnisses angeschlossen ist.