NL8204995A - Inrichting voor het detecteren van een fouttoestand bij ten opzichte van elkaar rollende of glijdende, door een smeermiddel gesmeerde oppervlakken. - Google Patents

Description

* N/31.235-dV/kvn

Inrichting voor het detecteren van een fouttoestand bij ten opzichte van elkaar rollende of glijdende, door een smeermiddel gesmeerde oppervlakken.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het detecteren van een fouttoestand bij ten opzichte van elkaar rollende of glijdende, door een smeermiddel gesmeerde oppervlakken, voorzien van een eenheid voor het opwekken van 5 een signaal, dat afhankelijk is van de capacitieve impedantie tussen de oppervlakken.

Bij een bekende inrichting van deze soort worden uit het genoemde signaal uitgangssignalen afgeleid, die een maat vormen voor de dikte van de smeermiddelfilm tussen de opper-10 vlakken en voor het percentage contacttijd gedurende een bepaald meetinterval. Hoewel deze bekende inrichting het voordeel heeft, dat bijzonder nauwkeurige meetresultaten worden verkregen, is de bekende inrichting betrekkelijk gecompliceerd en zijn de fabricagekosten hoog. Bovendien kan bij het optreden 15 van een fouttoestand pas een alarmsignaal worden afgegeven, indien de dikte van de smeermiddelfilm beneden een minimaal toelaatbare waarde komt of indien het percentage contacttijd te groot wordt. In de praktijk zullen de kwaliteit van het smeermiddel en de zuiverheid van de ten opzichte van elkaar 20 rollende of glijdende oppervlakken reeds afnemen, voordat de dikte van de smeermiddelfilm ontoelaatbaar klein wordt of het percentage contacttijd ontoelaatbaar groot wordt. In be-. paalde gevallen is het gewenst dergelijke omstandigheden reeds in een zeer vroegtijdig stadium te kunnen vaststellen.

25 De uitvinding beoogt een inrichting van de in de aan hef genoemde soort te verschaffen, waarmee een eventuele fouttoestand reeds in een zeer vroegtijdig stadium kan worden vastgesteld.

Hiertoe wordt de inrichting volgens de uitvinding 30 gekenmerkt door een wisselstroom-gelijkstroomomzetter, die de wisselstroomcomponent van het genoemde signaal omzet in een gelijkstroomsignaal, en een integrator, die het gelijkstroom-signaal integreert over een in de tijd verschuivende, vaste integratieperiode, waarbij de uitgang van de integrator is 35 aangesloten op de ene ingang van een comparator, waarvan de andere ingang een de te detecteren fouttoestand kenmerkende 8204995 ; i - 2 - referentiewaarde ontvangt en waarvan de uitgang bij het overschrijden van de referentiewaarde een alarmsignaal afgeeft.

Op deze wijze wordt een inrichting verkregen, die aan de hand van de wisseistroomcomponent in het van de capa-5 citieve impedantie tussen de oppervlakken afhankelijke signaal reeds in een zeer vroegtijdig stadium een fouttoestand kan detecteren en bij het optreden hiervan een alarmsignaal kan afgeven, aangezien nu ook die fouttoestanden, welke geen contacten tussen de oppervlakken tot gevolg hebben, maar wel de 10 wisselstroomcomponent van het signaal doen toenemen, worden gedetecteerd. Deze wisselstroomcomponent van het capacitieve impedantie tussen de oppervlakken afhankelijke signaal wordt bepaald door de aanwezigheid van deeltjes in het smeermiddel tussen de ten opzichte van elkaar rollende of glijdende op-15 pervlakken. Deze deeltjes kunnen al dan niet geleidend zijn. Geleidende deeltjes kunnen van buitenaf afkomstig zijn of kunnen worden veroorzaakt door slijtage of uitbreken ("spalling") uit een oppervlaktedefect of een aan de oppervlakte gekomen zogenaamd "subsurface defect".

20 Deze metalen deeltjes kunnen in het smeermiddel tussen de oppervlakken aanwezig zijn of met een van deze oppervlakken zijn verbonden door koud walsen. Hieruit blijkt dat veranderingen van de oppervlakteruwheid kunnen worden veroorzaakt door uitbreken van de oppervlakken en door opwalsen van 25 deeltjes. Voorts kunnen niet geleidende, harde deeltjes, zoals bijvoorbeeld zandkorrels,indrukken vormen in de oppervlakken, zodat een oppervlakteruwheidsverandering ontstaat.

De oppervlakteruwheidstoename heeft een toename van de wisselstroomcomponent van het van de capacitieve impedantie 30 tussen de oppervlakken afhankelijke signaal tot gevolg. Indien de totale wisselstroomcomponent binnen de integratieperiode van de integrator de referentiewaarde overschrijdt, levert de comparator een alarmsignaal, dat bijvoorbeeld een alarmorgaan in werking kan stellen. De inrichting volgens de uitvinding 35 is hierdoor bijvoorbeeld bijzonder geschikt voor het detecteren van een fouttoestand bij lagers, die in een machine voor het testen van de levensduur van lagers of dergelijke, worden beproefd.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de 40 hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de 8204995 ..-3 - inrichting volgens de uitvinding is weergegeven.

Fig. 1 is een blokschema van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een diagram, waarin een voorbeeld is weer-5 gegeven van een signaal, dat afhankelijk is van de capacitieve impedantie tussen ten opzichte van elkaar rollende of glijdende, door een smeermiddel gesmeerde oppervlakken.

In fig. 1 is een blokschema weergegeven van een inrichting voor het detecteren van een fouttoestand bij ten op-10 zichte van elkaar rollende of glijdende, door een smeermiddel gesmeerde oppervlakken, bijvoorbeeld een kogellager. De inrichting is hiertoe voorzien van een eenheid 1, waarvan de ingangen 2 bijvoorbeeld met de binnen- en buitenloopring van het kogellager moeten worden verbonden. De eenheid 1 levert op zijn 15 uitgang een signaal VCAp, dat afhankelijk is van de capacitieve impedantie tussen de binnen- en buitenloopring. Het geleverde signaal VCAp is in fig. 2 weergegeven. Zoals hieruit blijkt, omvat het signaal VCAp een gelijkstroomcomponent en een wissel-stroomcomponent. De gelijkstroomcomponent van het signaal VCAp 20 vormt een maat voor de dikte van de smeermiddelfilm, welke in de loop van de tijd slechts langzaam afneemt. De wissel-stroomcomponent wordt veroorzaakt door ruwheid van de ten opzichte van elkaar bewegende oppervlakken en in het smeermiddel aanwezige deeltjes. Een verandering van de ruwheid van de op-25 pervlakken, zoals bijvoorbeeld van de loopbanen bij een kogellager, kan ontstaan door uitbreken ("spalling"), het vastzetten van deeltjes op deze oppervlakken of het vormen van indrukken in deze oppervlakken door harde deeltjes, zoals bijvoorbeeld zandkorrels.

30 Uit de wisseistroomcomponent van het signaal vCAp kan reeds in een zeer vroegtijdig stadium het ontstaan van defecten in de ten opzichte van elkaar bewegende oppervlakken worden afgeleid door de totale wisselstroomcomponent binnen een bepaalde periode te beoordelen. Indien de wisselstroom-35 component binnen deze periode groter dan een vooraf bepaalde waarde wordt, duidt dit op defecten in de ten opzichte van elkaar bewegende oppervlakken of een achteruitgang van de kwaliteit van het smeermiddel, bijvoorbeeld ten gevolge van de aanwezigheid van deeltjes in het smeermiddel.

40 Aangezien de amplitude van de wisselstroomcomponent 8204995 - 4 - afhankelijk is van het gelijkspanningsniveau, wordt het signaal V-,- aan de ingang van een versterker 3 met regelbare verster-

La<t king toegevoerd, waarbij de versterkingsfactor van de versterker 3 zodanig wordt geregeld, dat het op de uitgang hiervan 5 verschijnende signaal op een ongeveer constant gelijkspanningsniveau wordt gehouden. Het signaal wordt vervolgens toegevoerd aan een banddoorlatend filter 4, dat alleen het frequentie-gebied van 1-10kHz doorlaat, aangezien de frequentie van de van belang zijnde wisselstroomcomponent in dit frequentie-10 gebied ligt.

Het uitgangssignaal van het banddoorlatende filter 4 wordt toegevoerd aan een wisselstroom-gelijkstroomomzetter 5, die de wisselstroomcomponent van het signaal V omzet in een hiermee evenredig gelijkstroomsignaal. Dit gelijkstroomsignaal 15 wordt toegevoerd aan een integrator 6, die het gelijkstroomsignaal over een vaste integratieperiode Δτ integreert.

De integratieperiode Δς wordt hierbij continu of stapsgewijs in de tijd verschoven. Op de uitgang van de integrator 6 verschijnt derhalve een signaal, waarvan de grootte afhankelijk is van 20 de totale wisselstroomcomponent binnen de integratieperiode Δτ. Dit signaal wordt toegevoerd aan' de ene -ingang van een comparator 7, waarvan de andere ingang een referentiespanning Vref ontvangt, die door een instelorgaan 8 wordt geleverd.

Zodra het uitgangssignaal van de integrator 6 de 25 referentiespanning V ^ overschrijdt, levert de comparator 7 een uitgangssignaal aan een alarmorgaan 9, waardoor de fout-toestand wordt gesignaleerd.

, De versterker 3 bezit nog een tweede uitgang 10, die een signaal afgeeft, dat afhankelijk is van de grootte van 30 de versterkingsfactor. De uitgang 10 is aangesloten op een detector 11, die de comparator 7 buiten werking stelt wanneer de versterkingsfactor een voorafbepaalde waarde heeft overschreden. In dat geval heeft immers de dikte van de smeer-middelfilm tussen de ten opzichte van elkaar bewegende opper-35 vlakken een zodanige minimale waarde, dat alarmering door het alarmorgaan 9 niet nodig is, omdat door het bereiken van de minimale waarde reeds een zodanige toestand is ontstaan, dat een goed functioneren van het lager of dergelijke niet meer mogelijk is.

40 De beschreven inrichting kan met voordeel worden 8204995 - 5 - toegepast in die gevallen, waarin een zeer vroegtijdige alarmering bij het optreden van defecten in de ten opzichte van elkaar bewegende oppervlakken of een kwaliteitsvermindering van het smeermiddel nodig is. De inrichting kan bijvoorbeeld 5 worden toegepast voor het detecteren van defecten bij kogellagers en dergelijke, die op hun levensduur worden getest. De inrichting kan ook worden gebruikt als sensor voor het automatiseren van de verversing van het gebruikte smeermiddel.

Een andere toepassing van de inrichting volgens de 10 uitvinding is het detecteren van een defect in met hoog toerental werkende slijpassen. De kwaliteit van het slijpen wordt bepaald door het stabiel draaien van de slijpas, waarbij slechts zeer geringe vibraties mogen optreden. Aangezien het stabiel lopen in grote mate wordt bepaald door de smering en de con-15 ditie van de slijpaslagers, is de inrichting volgens de uit-. vinding bijzonder geschikt voor het bewaken van deze lagers.

De uitvinding is niet beperkt tot het in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld, dat binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kan worden gevarieerd.

8204995

Claims (5)

1. Inrichting voor het detecteren van een fouttoe-stand bij ten opzichte van elkaar rollende of glijdende,door een smeermiddel gesmeerde oppervlakken, voorzien van een eenheid voor het opwekken van een signaal, dat afhankelijk is van de 5 capacitieve impedantie tussen de oppervlakken, gekenmerkt door een wisselstroom-gelijkstroomomzetter, die de wisselstroomcomponent van het genoemde signaal omzet in een gelijkstroomsignaal, en een integrator, die het gelijkstroom-signaal integreert over een in de tijd verschuivende, vaste 10 integratieperiode, waarbij de uitgang van de integrator is aangesloten op de ene ingang van een comparator, waarvan de andere ingang een de te detecteren fouttoestand kenmerkende referentiewaarde ontvangt en waarvan de uitgang bij het overschrijden van de referentiewaarde een alarmsignaal afgeeft.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de genoemde eenheid is aangesloten op de ingang van een versterker met regelbare versterking, waarvan de versterkingsfactor zodanig wordt geregeld, dat het op de uitgang van de versterker verschijnende, van de capacitieve 20 impedantie afhankelijke signaal op een ongeveer constant gelijk-spanningsniveau wordt gehouden.

3. Inrichting volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de versterker een tweede uitgang bezit, die een signaal levert, dat de grootte van de versterkingsfactor 25 aangeeft, welke uitgang is aangesloten op een detector, die de comparator kan uitschakelen.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, m e t het kenmerk, dat het van de capacitieve impedantie afhankelijke signaal via een banddoorlatend filter aan de wis- 30 selstroom-gelijkstroomomzetter wordt toegevoerd.

5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aan de comparator geleverde referentiewaarde instelbaar is. 82 0 4 9 9 5