RU142934U1 - Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов - Google Patents
Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов Download PDFInfo
- Publication number
- RU142934U1 RU142934U1 RU2014109714/28U RU2014109714U RU142934U1 RU 142934 U1 RU142934 U1 RU 142934U1 RU 2014109714/28 U RU2014109714/28 U RU 2014109714/28U RU 2014109714 U RU2014109714 U RU 2014109714U RU 142934 U1 RU142934 U1 RU 142934U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- data
- vibration acceleration
- mechanisms
- machines
- power
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов, содержащее роторный блок, жестко закрепленный на валу и размещенный перпендикулярно оси его вращения, и соосно размещенный с минимальным расстоянием до роторного блока статорный блок, жестко закрепленный на корпусе механизма, причем роторный блок содержит обмотки питания и данных для беспроводной передачи энергии и данных, как минимум, один датчик виброускорения, функционально связанный, как минимум, с одним микропроцессором через аналоговый фильтр сигналов и аналогово-цифровой преобразователь, выпрямитель напряжения и приемопередатчик данных, а статорный блок содержит обмотки питания и данных для беспроводной передачи энергии и данных, и разъемы для подключения питания и данных.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно, к измерениям величины виброускорения подвижных элементов машин и механизмов в рабочих условиях, преимущественно вращающихся. Может применяться для контроля и прогноза технического состояния узлов и компонентов промышленного оборудования, в частности электроприводной арматуры топливно-энергетического комплекса.
Известны устройства измерения различных параметров вибрации (виброперемещения, виброскорости, виброускорения) подвижных (вращающихся) элементов машин и механизмов, производящие измерения контактными и бесконтактными способами.
Контактные и бесконтактные устройства измерения радиальной вибрации вращающихся валов описаны в ГОСТ ИСО 10817-1-2002, заключающиеся в измерении изменения длины оптического пути, индуктивности, электрической емкости или вносимых потерь между двумя точками, одна из которых находится на валу, а другая - точка установки датчика относительной вибрации вала - на некотором расстоянии от вала, обычно в непосредственной близости от него. Этим изменениям соответствует изменение относительного перемещения вала со временем. Так же применяются датчики зонды для прямого измерения перемещения вала.
Особенностью указанных выше устройств является измерение виброперемещения либо виброускорения, и невозможность измерения виброускорения.
Наиболее близким устройством измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов к предлагаемому является «беспроводной модуль измерения виброускорения AX-3D» (http://www.sovtest.ru/ru/equipment/ax-3d, дата обращения 30.01.2014 г.), реализующий в себе контактный способ измерения вибрации и позволяющий фиксировать виброускорение. Устройство, содержащее датчик виброускорения (акселерометр), основанный на технологии микроэлектромеханических систем, модуль беспроводной передачи данных, а так же аккумулятор для питания, устанавливаемый на подвижных элементах узлов механизмов, требующих измерения вибрации (например, лопасти ветрогенератора, колеса железнодорожного состава), таким образом, чтобы вибрация с конструкции передавалась на датчик вибрации.
Недостатками вышеуказанного технического решения являются значительные размер и вес устройства, а так же наличие аккумулятора, которые не позволяют встраивать данное устройство в конструкцию труднодоступных узлов механизмов, а так же на подвижные элементы небольших машин и механизмов, таких как валы редукторов, так как аккумулятор требует регулярного обслуживания (зарядки), а размер и вес устройства вносят искажения в измерения.
В основе настоящей полезной модели стоит задача измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов с целью прогноза возникающих дефектов для повышения качества контроля технического состояния.
Технический результат заключается в том, что значительно повышается чувствительность существующих методов обработки вибрационной информации объектов для прогнозирования возникающих дефектов и контроля технического состояния подвижных элементов узлов механизмов и машин, что значительно повышает их надежность работы, своевременность ремонта и замены.
Технический результат достигается тем, что датчики виброускорения (далее акселерометры) и электронные компоненты, предназначенные для приема-передачи и предварительной обработки получаемой информации, жестко закрепляют на роторе (подвижном элементе узла механизма), например, на вращающемся валу или шестерне, с учетом не создания дисбаланса по оси вращения элемента. Энергия, питающая электрическую схему, содержащую акселерометр, поступает по беспроводному каналу, например, методом электромагнитной индукции, причем частоты питающего канала и канала данных могут, как совпадать, так и не совпадать. Сочетание нескольких акселерометров с различной ориентацией осей чувствительности, закрепленных на роторе (подвижном элементе), позволяет измерять и разделять по независимым координатам движения виброускорения в точке съема информации, получая, в частности, значения крутильных, радиальных и осевых виброускорений в каждый момент времени. При этом измерительное устройство, являясь сбалансированным по оси вращения элемента и обладая малой массой и размерами, благодаря отсутствию аккумулятора, не вносит существенного влияния в работу устройства, а так же не требует регулярного обслуживания в связи с отсутствием внутренних источников питания, и частей, подверженных интенсивному износу (токоподводов).
Сущность заявляемой полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлена схема роторного блока измерителя, на которой:
11 - плата роторного блока,
13 - отверстие для вала,
14 - датчики виброускорения (акселерометры),
405 - обмотка питания роторного блока,
406 - фильтр,
407 - выпрямитель напряжения,
408 - аналого-цифровой преобразователь,
409 - микропроцессор,
410 - приемопередатчик,
411 - обмотка данных роторного блока.
На фиг. 2 представлена схема статорного блока измерителя, где:
21 - плата статорного блока,
23 - отверстие для вала,
24 - разъемы питания и данных,
403 - обмотка питания статорного блока,
412 - обмотка данных статорного блока.
На фиг. 3 представлена кинематическая схема одноступенчатой зубчатой передачи с установленными устройствами измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов, являющаяся примером применения устройства, где:
31 - валы,
32 - зубчатые колеса,
33 - подшипники качения,
34 - блок роторный,
35 - блок статорный.
На фиг. 4 представлена блок-схема работы устройства измерения виброускрения подвижных элементов машин и механизмов, где:
401 - генератор,
402 - усилитель мощности,
403 - обмотка питания статорного блока,
404 - датчик вибрации,
405 - обмотка питания роторного блока,
406 - фильтр,
407 - выпрямитель напряжения,
408 - аналого-цифровой преобразователь,
409 - микропроцессор,
410 - приемопередатчик,
411 - обмотка данных роторного блока,
412 - обмотка данных статорного блока,
413 - приемопередатчик,
414 - блок обработки данных
Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов содержит роторный блок 34, жестко закрепленный через отверстие 13 на вращающемся валу 31 таким образом, чтобы роторный блок 34 располагался перпендикулярно оси вращения вала 31. Роторный блок 34 содержит обмотку данных 411 для приема и передачи данных беспроводным способом и обмотку питания 405 для беспроводного питания роторного блока 34. На роторном блоке 34 установлен, как минимум, один датчики виброускорения 404. Так же роторный блок 34 содержит, как минимум один, микропроцессор 409, аналоговый фильтр сигналов 406, аналогово-цифровой преобразователь 408, выпрямитель напряжения 407 и приемопередатчик 410. В случае применения цифровых датчиков виброускорения 404 из схемы исключают блоки фильтров 406 и аналого-цифровых преобразователей 408, а данные с датчика виброускорения 404 сразу поступают в микропроцессор 409. Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов так же содержит статорный блок 35, жестко закрепленный на корпусе механизма таким образом, чтобы отверстие 23 располагалось соосно с валом 31, причем, статорный блок 35 расположен перпендикулярно оси вращения вала 31. Статорный блок 35 содержит обмотку данных 412 для приема и передачи данных беспроводным способом и обмотку питания 403 для беспроводного питания роторного блока 34. На статорном блоке 35 размещены разъемы для подключения питания и данных 24. Статорный блок 35 и роторный блок 34 располагаются соосно на минимально возможном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы блоки 35 и 34 во время движения вала 31 не соприкасались.
Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов работает следующим образом.
Генератор сигналов 401 создает сигнал требуемой формы, частоты и амплитуды, затем, усилитель мощности 402 усиливает сигнал с генератора 401 и возбуждает обмотку питания (обмотку беспроводной передачи энергии) 403 на статорном блоке 35. На обмотке питания 405 (обмотка беспроводной передачи энергии), расположенной на статорном блоке 34, возникает напряжение, выпрямляемое и стабилизируемое выпрямителем напряжения 407. Выпрямленное напряжение питает микропроцессор 409, датчики вибрации 404, аналого-цифровые преобразователи 408 и приемопередатчик 410. Датчики вибрации 404 измеряют виброускорение в точке закрепления на элементе узла механизма и преобразуют в аналоговый сигнал. Аналоговый сигнал фильтруется от высокочастотных шумов фильтром 406, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 408, где аналоговый сигнал преобразуется в цифровой и поступает в микропроцессор 409, где происходит первичная обработка полученного оцифрованного сигнала, который поступает на приемопередатчик 410. Приемопередатчик 410 передает полученную информацию через обмотку данных 411, которая, в свою очередь, наводит на обмотку данных 412 статорного блока 35 электромагнитный сигнал, который обрабатывается приемопередатчиком 413. Полученные данные приемопередатчик 413 передает в блок обработки данных 414, например, на персональный компьютер, для хранения и последующей обработки и анализа.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет измерять виброускорения подвижных элементов машин и механизмов, не внося существенного влияния в работу устройства, а так же, не трубя регулярного обслуживания в связи с отсутствием внутренних источников питания, и частей, подверженных интенсивному износу, таким образом, значительно повышая чувствительность существующих методов обработки вибрационной информации объектов для прогнозирования возникающих дефектов и контроля технического состояния подвижных элементов узлов механизмов и машин, что значительно повышает их надежность работы, своевременность ремонта и замены.
Claims (1)
- Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов, содержащее роторный блок, жестко закрепленный на валу и размещенный перпендикулярно оси его вращения, и соосно размещенный с минимальным расстоянием до роторного блока статорный блок, жестко закрепленный на корпусе механизма, причем роторный блок содержит обмотки питания и данных для беспроводной передачи энергии и данных, как минимум, один датчик виброускорения, функционально связанный, как минимум, с одним микропроцессором через аналоговый фильтр сигналов и аналогово-цифровой преобразователь, выпрямитель напряжения и приемопередатчик данных, а статорный блок содержит обмотки питания и данных для беспроводной передачи энергии и данных, и разъемы для подключения питания и данных.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109714/28U RU142934U1 (ru) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109714/28U RU142934U1 (ru) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU142934U1 true RU142934U1 (ru) | 2014-07-10 |
Family
ID=51219834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014109714/28U RU142934U1 (ru) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU142934U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206481U1 (ru) * | 2021-02-09 | 2021-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "СИЛА" | Устройство для измерения виброускорений и виброперемещений подвижных элементов машин и механизмов |
-
2014
- 2014-03-12 RU RU2014109714/28U patent/RU142934U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206481U1 (ru) * | 2021-02-09 | 2021-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "СИЛА" | Устройство для измерения виброускорений и виброперемещений подвижных элементов машин и механизмов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Koene et al. | Internet of things based monitoring of large rotor vibration with a microelectromechanical systems accelerometer | |
CN113227926B (zh) | 用于监测电机的状况监测装置和方法 | |
CN107429818B (zh) | 用于检测行星传动机构的行星架上的变量的测量系统和测量方法 | |
Lee et al. | A reliable wireless sensor system for monitoring mechanical wear-out of parts | |
WO2018109677A1 (en) | A condition monitoring device and a method for monitoring an electrical machine | |
WO2006127870A9 (en) | Monitoring device and method | |
CN102590543A (zh) | 一种转速测量装置及其测量方法 | |
CN102901594A (zh) | 一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置 | |
CN102782348A (zh) | 具有传感器装置的轴承模块 | |
CN103808911A (zh) | 润滑油检测装置 | |
US20230358639A1 (en) | Conformance test apparatus, sensor system, and processes | |
CN102540175A (zh) | 测量机器部件与传感器的接近度的传感器组件和方法 | |
Addabbo et al. | A Characterization system for bearing condition monitoring sensors, a case study with a low power wireless Triaxial MEMS based sensor | |
RU142934U1 (ru) | Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов | |
CN103712794B (zh) | 齿轮传动系统冲击振动能量传递损耗率检测系统及方法 | |
CN112514212B (zh) | 电动机、风扇以及通信系统 | |
Shahidi et al. | Wireless temperature and vibration sensor for real-time bearing condition monitoring | |
CN106197997A (zh) | 一种检测齿轮扭振信号的装置及其方法 | |
CN207866401U (zh) | 用于测量发动机连杆应力的自供电无线测量装置 | |
RU169944U1 (ru) | Устройство контроля вибрации редуктора | |
CN113202862B (zh) | 一种关节轴承 | |
CN201181299Y (zh) | 磁电式外挂扭矩测量装置 | |
Mones | MEMS Accelerometer Based Condition Monitoring and Fault Detection for Induction Motor | |
CN203287098U (zh) | 多功能振动变送器 | |
EP3588050B1 (en) | A condition monitoring system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150313 |