RU2036454C1 - Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings - Google Patents

Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings Download PDF

Info

Publication number
RU2036454C1
RU2036454C1 SU5057790A RU2036454C1 RU 2036454 C1 RU2036454 C1 RU 2036454C1 SU 5057790 A SU5057790 A SU 5057790A RU 2036454 C1 RU2036454 C1 RU 2036454C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
unit
output
switch
processing unit
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.И. Захаров
В.Г. Чезганов
С.И. Толчин
Original Assignee
Захаров Сергей Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Захаров Сергей Иванович filed Critical Захаров Сергей Иванович
Priority to SU5057790 priority Critical patent/RU2036454C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2036454C1 publication Critical patent/RU2036454C1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: electric signal of vibrators 1 mounted on rolling friction parts is passed through switch 2, self-normalizing unit 4, high-frequency filter 5, amplitude-frequency response unit 6, peak detector 7, analog-to-digital converter 8, input/output unit 9, and is processed in the form of condition estimate by microprocessor processing unit 10. Information-carrying electric signal picked off output of amplitude-frequency response unit 9 arrives at unit 14 recording maximum amplitude values and is transferred as information about lubricant layer thickness to microprocessor unit 10. The latter also responds to signal informing about rate and rhythm of flaw development coming through second switch 15, low-frequency filter 16, and second analog-to-digital converter 17 and processes it. EFFECT: improved reliability of flaw detection. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытаниях узлов трения качения. The invention relates to measuring equipment and can be used in testing rolling friction units.

Известно устройство для диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователи, коммутатор со встроенным предусилителем заряда, блок автонормирования, фильтр высших частот (ФВЧ), управляемый выходным напряжением, блок амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и индикатор [1]
Недостатком этого устройства является низкая степень автоматизации процесса измерения состояния подшипников качения.
A known device for the diagnosis of rolling bearings, containing serially connected vibration transducers, a switch with a built-in charge preamplifier, a self-feeding unit, a high-pass filter (HPF), controlled by the output voltage, an amplitude-frequency characteristic (AFC) unit, a peak detector, an analog-to-digital converter (ADC) ) and indicator [1]
The disadvantage of this device is the low degree of automation of the process of measuring the state of rolling bearings.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователи, коммутатор с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр напряжения силовой сети, блок автонормирования, ФВЧ, управляемый выходным напряжением, блок АЧХ, пиковый детектор, АЦП, блок ввода-вывода и микропроцессорный блок обработки, блок связи по сети, соединенный с входом микропроцессорного блока обработки, блок индикации и управления, соединенный с входом микропроцессорного блока обработки, последовательно соединенные с выходом блока АЧХ блок выделения абсолютной величины сигнала и блок регистрации максимальных значений амплитуд, выходом соединенный с входом блока ввода-вывода, при этом вход блока ввода-вывода соединен с входом сброса пикового детектора и входом управления коммутатора с встроенным предусилителем заряда [2]
Недостатком этого устройства является отсутствие регистрации информации о характере дефектов на ранней стадии разрушения в виде данных о принадлежности дефектов к определенному элементу подшипника.
The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a series-connected vibration transducers, a switch with a built-in charge preamplifier, a power line voltage blocking filter, an auto-feeding unit, an HPF controlled by the output voltage, an AFC unit, a peak detector, an ADC, an input-output unit and a microprocessor processing unit, a network communication unit connected to the input of the microprocessor processing unit, an indication and control unit connected to the input of the microprocessor processing unit the bays connected in series with the output of the frequency response block, the absolute signal magnitude extraction unit and the maximum amplitude values recording unit connected to the input-output block input, the input-output block input connected to the reset input of the peak detector and the control input of the switch with a built-in charge preamplifier [2]
The disadvantage of this device is the lack of registration of information about the nature of defects at an early stage of failure in the form of data on the defects belonging to a particular bearing element.

Техническим результатом изобретения является расширение регистрируемой информации о характере повреждений на ранней стадии разрушения. The technical result of the invention is the expansion of recorded information about the nature of damage at an early stage of destruction.

Это достигается тем, что предлагаемый сенсор содержит последовательно соединенные вибропреобразователи, коммутатор с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр напряжения силовой сети, блок автонормирования, ФВЧ, управляемый входным напряжением, блок АЧХ, пиковый детектор, АЦП, блок ввода-вывода и микропроцессорный блок обработки, блок связи по сети, соединенный с входом микропроцессорного блока обработки, блок индикации и управления, соединенный с входом микропроцессорного блока обработки, последовательно соединенные с выходом блока АЧХ блок выделения абсолютной величины сигнала и блок регистрации максимальных значений амплитуд, выходом соединенный с входом блока ввода-вывода, при этом вход блока ввода-вывода соединен с входом сброса пикового детектора и входом управления коммутатора с встроенным предусилителем заряда, кроме того, устройство имеет последовательно соединенные второй коммутатор, фильтр низких частот и второй АЦП, выходом соединенный с входом блока ввода-вывода, при этом первый и второй входы второго коммутатора соединены соответственно с входом и выходом блока выделения абсолютной величины сигнала, а управляющий вход второго коммутатора соединен с входом блока ввода-вывода, микропроцессорный блок может быть выполнен на базе однокристальной ЭВМ. This is achieved by the fact that the proposed sensor contains series-connected vibration transducers, a switch with a built-in charge preamplifier, a power line voltage filter, an auto-feeding unit, an HPF controlled by the input voltage, an frequency response unit, a peak detector, an ADC, an input-output unit, and a microprocessor processing unit, a network communication unit connected to the input of the microprocessor processing unit, an indication and control unit connected to the input of the microprocessor processing unit, connected in series with by the output of the frequency response block, the absolute signal magnitude separation unit and the maximum amplitude values recording unit connected to the input-output block input, the input-output block input connected to the reset input of the peak detector and the control input of the switch with a built-in charge preamplifier, in addition, the device has a second switch in series connected, a low-pass filter and a second ADC connected to the input-output block input by the output, while the first and second inputs of the second switch are connected respectively o with the input and output of the absolute value allocation unit, and the control input of the second switch is connected to the input-output unit input, the microprocessor unit can be based on a single-chip computer.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

На ранней стадии разрушения периодичность и частотный ритм ударных импульсов от дефектов проявляются на соответствующих частотах относительного вращения элементов подшипника качения. Регистрация ритма и частот следования ударных импульсов дает информацию о принадлежности дефекта к определенному элементу подшипника, что позволяет более точно определить опасность повреждений (дефектов) и более точно спланировать ремонтные операции. At an early stage of failure, the periodicity and frequency rhythm of shock pulses from defects occur at the corresponding frequencies of the relative rotation of the elements of the rolling bearing. The registration of the rhythm and repetition rate of shock pulses gives information about the defect belonging to a specific bearing element, which allows you to more accurately determine the risk of damage (defects) and more accurately plan repair operations.

Функциональные возможности предлагаемого сенсора могут быть расширены изменением отдельных связей. Так, с целью повышения помехозащищенности следует соединить вход ФНЧ с выходом блока выделения абсолютной величины сигнала. The functionality of the proposed sensor can be expanded by changing individual links. So, in order to increase the noise immunity it is necessary to connect the input of the low-pass filter with the output of the absolute signal magnitude isolation unit.

На чертеже изображена структурная схема сенсора. The drawing shows a structural diagram of the sensor.

Сенсор содержит последовательно соединенные вибропреобразователи 1, коммутатор 2 с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр 3 напряжения силовой сети, блок 4 автонормирования, ФВЧ 5, управляемый выходным напряжением, блок 6 АЧХ, пиковый детектор 7, АЦП 8, блок 9 ввода-вывода и микропроцессорный блок 10 обработки. Сенсор также содержит блок 11 связи по сети, соединенный с входом микропроцессорного блока 10 обработки, блок 12 индикации и управления, соединенный с входом микропроцессорного блока 10 обработки, последовательно соединенные с выходом блока 6 АЧХ, блок 13 выделения абсолютной величины сигнала и блок 14 регистрации максимальных значений амплитуд, выходом соединенный с входом блока 9 ввода-вывода, последовательно соединенные второй коммутатор 15, фильтр 16 низших частот и второй АЦП 17, выходом соединенный с входом блока 9 ввода-вывода. При этом вход блока 9 ввода-вывода соединен с входом сброса пикового детектора 7, входом управления коммутатора 2 с встроенным предусилителем заряда и входом управления второго коммутатора 15. Первый и второй входы второго коммутатора 15 соединены соответственно с входом и выходом блока 13 выделения абсолютной величины сигнала. The sensor contains series-connected vibration transducers 1, a switch 2 with a built-in charge preamplifier, a blocking filter 3 of the power supply voltage, a self-rating unit 4, an HPF 5 controlled by the output voltage, a frequency response unit 6, a peak detector 7, an ADC 8, an input-output unit 9, and a microprocessor processing unit 10. The sensor also includes a network communication unit 11 connected to the input of the microprocessor processing unit 10, an indication and control unit 12 connected to the input of the microprocessor processing unit 10, connected in series with the output of the frequency response unit 6, the absolute signal magnitude extraction unit 13, and the maximum recording unit 14 amplitude values, the output connected to the input of the input-output unit 9, connected in series to the second switch 15, the low-pass filter 16 and the second ADC 17, the output connected to the input of the input-output unit 9. The input of the I / O unit 9 is connected to the reset input of the peak detector 7, the control input of the switch 2 with an integrated charge preamplifier, and the control input of the second switch 15. The first and second inputs of the second switch 15 are connected respectively to the input and output of the absolute signal allocation unit 13 .

Сенсор работает следующим образом. The sensor works as follows.

Электрический сигнал вибропреобразователей 1, закрепленных на корпусах контролируемых подшипников качения, проходит через коммутатор 2 с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр 3 напряжения силовой сети, блок 4 автонормирования, ФВЧ 5, управляемый выходным напряжением, блок 6 АЧХ, пиковый детектор 7 и поступает в АЦП 8. Последний преобразует входной сигнал в цифровой код, пропорциональный максимальной глубине повреждений, и передает его через блок 9 ввода-вывода в микропроцессорный блок 10 обработки. Микропроцессорный блок 10 обработки сохраняет значение цифрового кода АЦП 8 и транслирует его значение в блок 12 индикации и управления для отображения глубины повреждения и блок 11 связи по сети с целью передачи в центральную ЭВМ (не показана) для визуализации, архивирования и расчета остаточного ресурса подшипников. The electrical signal of the vibration transducers 1, mounted on the housings of the monitored rolling bearings, passes through a switch 2 with a built-in charge preamplifier, a power line voltage filter 3, an autonorming unit 4, an HPF 5 controlled by the output voltage, a frequency response unit 6, a peak detector 7 and is fed to the ADC 8. The latter converts the input signal into a digital code proportional to the maximum damage depth, and transfers it through the input-output unit 9 to the microprocessor processing unit 10. The microprocessor processing unit 10 stores the value of the ADC digital code 8 and translates its value to the display and control unit 12 to display the damage depth and the network communication unit 11 for transmission to a central computer (not shown) for visualization, archiving and calculation of the remaining bearing life.

Далее электрический сигнал с выхода блок 6 АЧХ выпрямляется в блоке 13 выделения абсолютной величины сигнала и поступает через блок 14 регистрации максимальных значений амплитуд, блок 9 ввода-вывода в микропроцессорный блок 10 обработки, что позволяет судить о распределении динамической толщины слоя смазки в контролируемых подшипниках качения. Далее электрический сигнал проходит с выхода блока 6 АЧХ, второй коммутатор 15, фильтр 16 низших частот, второе АЦП 17, блок 9 ввода-вывода и в виде двоичного кода поступает в микропроцессорный блок 10 обработки, рассчитывающий ритм ударных импульсов (периодичность). Next, the electrical signal from the output of the frequency response unit 6 is rectified in the absolute signal separation unit 13 and fed through the maximum amplitude values recording unit 14, the input-output unit 9 to the microprocessor processing unit 10, which makes it possible to judge the distribution of the dynamic thickness of the lubricant layer in the controlled rolling bearings . Next, the electric signal passes from the output of block 6 of the frequency response, the second switch 15, the low-pass filter 16, the second ADC 17, the input-output block 9, and in the form of a binary code is supplied to the microprocessor processing unit 10, which calculates the rhythm of shock pulses (periodicity).

Далее микропроцессорный блок 10 обработки переводит второй коммутатор 15 во второе состояние и электрический сигнал поступает с выхода блока 13 выделения абсолютной величины сигнала через фильтр 16 низших частот, второе АЦП 17, блок 9 ввода-вывода в микропроцессорный блок 10 обработки. Последний рассчитывает частотный состав следования ударных импульсов, что с информацией о периодичности ударных импульсов позволяет определить поврежденный элемент подшипника качения. Кроме того, микропроцессорный блок 10 обработки через блок 9 ввода-вывода синхронизирует работу коммутатора 2 с встроенным предусилителем заряда и пикового детектора 7. Next, the microprocessor processing unit 10 transfers the second switch 15 to the second state and the electric signal is supplied from the output of the absolute signal separation unit 13 through the low-pass filter 16, the second ADC 17, and the input-output unit 9 to the microprocessor processing unit 10. The latter calculates the frequency composition of the shock pulses, which with information about the frequency of the shock pulses allows you to determine the damaged element of the rolling bearing. In addition, the microprocessor processing unit 10 through the I / O unit 9 synchronizes the operation of the switch 2 with the built-in charge preamplifier and peak detector 7.

Предлагаемый сенсор для контроля и диагностики состояния подшипников качения обеспечивает регистрацию и обработку ритма и частоту следования ударных импульсов от дефектов, что позволяет более детально оценить степень разрушения подшипника и принять меры по ремонту оборудования на ранней стадии разрушения. The proposed sensor for monitoring and diagnosing the condition of rolling bearings provides registration and processing of the rhythm and the repetition rate of shock pulses from defects, which allows a more detailed assessment of the degree of destruction of the bearing and take measures to repair equipment at an early stage of destruction.

Claims (3)

1. СЕНСОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные вибропреобразователи, коммутатор с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр напряжения силовой сети, блок автонормирования, фильтр высших частот, управляемый выходным напряжением, блок амплитудно-частотной характеристики, пиковый детектор, первый аналогово-цифровой преобразователь, блок ввода-вывода и микропроцессорный блок обработки, блок связи по сети, соединенный с входом микропроцессорного блока обработки, блок индикации и управления, соединенный с входом микропроцессорного блока обработки, последовательно соединенные с выходом блока амплитудно-частотной характеристики блок выделения абсолютной величины сигнала и блок регистрации максимальных значений амплитуд, выходом соединенный с входом блока ввода-вывода, при этом вход блока ввода-вывода соединен с входом сброса пикового детектора и входом управления коммутатора с встроенным предусилителем заряда, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные второй коммутатор, фильтр низших частот и второй амплитудно-цифровой преобразователь, выходом соединенный с входом блока ввода-вывода, при этом первый и второй входы второго коммутатора соединены соответственно с входом и выходом блока выделения абсолютной величины сигнала, а управляющий вход второго коммутатора соединен с входом блока ввода-вывода. 1. SENSOR FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF THE STATUS OF ROLLING BEARINGS, comprising serially connected vibration transducers, a switch with a built-in charge preamplifier, a power line voltage filter, an auto-feeding unit, a high-pass filter controlled by the output voltage, an amplitude-frequency characteristic block, a peak detector, the first analog a digital converter, an input-output unit and a microprocessor processing unit, a network communication unit connected to the input of the microprocessor processing unit, bl to the indication and control, connected to the input of the microprocessor processing unit, in series connected to the output of the amplitude-frequency characteristic block, the unit for extracting the absolute value of the signal and the unit for recording the maximum amplitude values, output connected to the input of the input-output block, while the input of the input-output block is connected with the reset input of the peak detector and the control input of the switch with an integrated charge preamplifier, characterized in that the second switch is connected in series to it, f low-frequency filter and a second amplitude-to-digital converter connected to the input-output unit input by the output, while the first and second inputs of the second switch are connected respectively to the input and output of the absolute value allocation unit, and the control input of the second switch is connected to the input of the input- output. 2. Сенсор по п.1, отличающийся тем, что микропроцессорный блок обработки выполнен на базе персональной ЭВМ. 2. The sensor according to claim 1, characterized in that the microprocessor processing unit is made on the basis of a personal computer. 3. Сенсор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что микропроцессорный блок обработки выполнен на базе однокристальной ЭВМ. 3. The sensor according to claims 1 and 2, characterized in that the microprocessor processing unit is based on a single-chip computer.
SU5057790 1992-08-05 1992-08-05 Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings RU2036454C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5057790 RU2036454C1 (en) 1992-08-05 1992-08-05 Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5057790 RU2036454C1 (en) 1992-08-05 1992-08-05 Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2036454C1 true RU2036454C1 (en) 1995-05-27

Family

ID=21611123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5057790 RU2036454C1 (en) 1992-08-05 1992-08-05 Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2036454C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1423934, кл. G 01M 13/04, 1988. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1725507, кл. G 01M 13/04, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100480648C (en) Method and apparatus for vibration sensing and analysis
US5965819A (en) Parallel processing in a vibration analyzer
US3677072A (en) Damage detection method and apparatus for machine elements utilizing vibrations therefrom
JP3046426B2 (en) Monitoring equipment for plant equipment
CN110595609A (en) Diagnosis device for rapidly judging fault of power transformation equipment through sound abnormity
CN105136278B (en) A kind of bearing arrangement acoustic fault detection means
JP2018155494A (en) Bearing abnormality diagnosis system and bearing abnormality diagnosis method
Nienhaus et al. Development of acoustic emission (AE) based defect parameters for slow rotating roller bearings
CN111060302A (en) Multi-parameter equipment state comprehensive monitoring and diagnosing device and method
RU2036454C1 (en) Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings
JPH11271183A (en) Vibration data-collecting device
RU2036455C1 (en) Sensor for diagnostics of rolling friction parts
SU1606910A1 (en) Method of determining condition of machine units
JPS54147890A (en) Torsional vibration supervisory apparatus of revolving shaft systems
JPH029969A (en) Deterioration diagnosis for lng pump
KR910001446B1 (en) Checking machine of bibration
CN219347954U (en) Signal transmitting module for measuring vibration signals
CN211553263U (en) Multi-parameter equipment state comprehensive monitoring and diagnosing device
JPS60177268A (en) Portable oscillation measuring and recording device
JPS644611B2 (en)
SU1059447A1 (en) Device for revealing flaws in bearings
JPH1137835A (en) Vibration inspecting apparatus
JPH04120435A (en) Abnormality watching apparatus of bearing
RU2016388C1 (en) Device for diagnostics of rolling-contact bearings
CN117260814A (en) Flexible electronic skin for electric power inspection robot