RU2036455C1 - Sensor for diagnostics of rolling friction parts - Google Patents

Sensor for diagnostics of rolling friction parts Download PDF

Info

Publication number
RU2036455C1
RU2036455C1 SU5060028A RU2036455C1 RU 2036455 C1 RU2036455 C1 RU 2036455C1 SU 5060028 A SU5060028 A SU 5060028A RU 2036455 C1 RU2036455 C1 RU 2036455C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
output
switch
block
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.И. Захаров
И.С. Захаров
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 SU5060028 priority Critical patent/RU2036455C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2036455C1 publication Critical patent/RU2036455C1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: electric signal of vibrators 1 mounted on rolling friction parts is passed through self-normalizing unit 4, high-frequency filter 5, amplitude-frequency response unit 6, peak detector 7, signal extremum data recording unit 12, average absolute value detector 13, low-frequency filter 14 and, arrives via second switch 8, analog-to-digital converter unit 9, and input/output unit 10 to microprocessor processing unit 11. The latter indicates and translates digital data on degree of fracture, distribution of lubricant thickness in defective region and on bearing member where flaws are detected to display unit 15 and computer network. Electric signal of vibrators 1 also goes through signal level detector 20, 21, second-low-frequency filter 22. EFFECT: provision for self-inspection of device. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытаниях подшипников качения. The invention relates to measuring technique and can be used in testing rolling bearings.

Известно устройство диагностики подшипников качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователи, коммутатор с встроенным предусилителем заряда, блок автонормирования, фильтр высших частот (ФВЧ), управляемый выходным напряжением, блок амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), пиковый детектор, блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и индикатор [1]
Недостатком этого устройства является отсутствие памяти при отображении скорости разрушения подшипников, что не позволяет рассчитывать их остаточный ресурс.
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) block, a peak detector, an analog-to-digital converter (ADC) block ) and indicator [1]
The disadvantage of this device is the lack of memory when displaying the rate of destruction of bearings, which does not allow to calculate their residual life.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство диагностики узлов трения качения, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователи, коммутатор с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр напряжения силовой сети, блок автонормирования, ФВЧ, блок АЧХ, пиковый детектор, блок АЦП, блок ввода-вывода и микропроцессорный блок обработки, блок связи по сети, блок индикации и блок управления, соединенные с входом микропроцессорного блока обработки, а также соединенные с выходом блока АЧХ блок регистрации информации об экстремумах сигнала, выходом соединенный с входом блока ввода-вывода, и последовательно соединенные детектор среднего абсолютного значения и фильтр низких частот (ФНЧ), при этом вход блока ввода-вывода соединен с управляющими входами коммутатора с встроенным предусилителем заряда, блока автонормирования, блока ФВЧ и пикового детектора, а также первый и второй детекторы уровня сигнала, входами соединенные соответственно с выходом блока автонормирования и выходом ФВЧ, второй ФНЧ, соединенный с выходом коммутатора с встроенным предусилителем заряда, блок источников опорных напряжений, блок микровыключателей количества задействованных каналов и порядкового номера сенсора, блок сигнализации о работе оборудования, включенные к входу блока ввода-вывода [2]
Недостатком этого устройства являются узкие функциональные возможности по регистрации характера повреждений и самодиагностики.
The closest in technical essence to the proposed one is a device for diagnosing rolling friction units, which contains serially connected vibration transducers, a switch with a built-in charge preamplifier, a power line voltage filter, an auto-feeding unit, an HPF, an frequency response unit, a peak detector, an ADC unit, an input-output unit, and a microprocessor processing unit, a network communication unit, an indication unit and a control unit connected to the input of the microprocessor processing unit, as well as connected to the output of the frequency response unit recording information about the extremes of the signal, the output connected to the input of the input-output unit, and a series-connected average absolute value detector and low-pass filter (LPF), while the input of the input-output unit is connected to the control inputs of the switch with a built-in charge preamplifier, auto-feeding unit, HPF block and peak detector, as well as the first and second signal level detectors, inputs connected respectively to the output of the auto-feeding unit and the HPF output, the second LPF connected to the switch output ra with integrated preamplifier charge unit reference voltage source unit microswitches number of channels involved and the sensor serial number, the signaling block of the equipment included in the input unit IO [2]
The disadvantage of this device is the narrow functionality for recording the nature of damage and self-diagnosis.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства. The technical result of the invention is to expand the functionality of the device.

Это достигается тем, что в известное устройство введен второй коммутатор с совмещенными масштабными усилителями, включенный между выходом пикового детектора и входом блока АЦП, при этом второй вход второго коммутатора соединен с выходом первого детектора уровня сигнала, третий вход второго коммутатора соединен с выходом второго детектора уровня сигнала, четвертый и пятый входы второго коммутатора соединены соответственно с выходами ФНЧ и второго ФНЧ, а шестой вход второго коммутатора соединен с выходом блока источников опорных напряжений. This is achieved by the fact that a second switch with combined scale amplifiers is connected between the output of the peak detector and the input of the ADC unit, the second input of the second switch connected to the output of the first signal level detector, the third input of the second switch connected to the output of the second level detector signal, the fourth and fifth inputs of the second switch are connected respectively to the outputs of the low-pass filter and the second low-pass filter, and the sixth input of the second switch is connected to the output of the block of reference voltage sources nings.

Микропроцессорный блок обработки может быть выполнен на базе однокристальной ЭВМ, а блок ввода-вывода выполнен распределенным по функционально законченным электрическим схемам. The microprocessor processing unit can be made on the basis of a single-chip computer, and the input-output unit is made distributed according to functionally complete electrical circuits.

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

Ударные импульсы вибрации несут информацию о динамической толщине слоя смазки и их периодичности (частотный состав после преобразователя Гильберта), указывают на принадлежность дефектов к определенным элементам подшипника, что позволяет судить дополнительно о качестве смазки, "объеме" повреждений и их серьезности (например, лопнувшее внутреннее кольцо), повысить качества контроля за счет расширения функциональных возможностей устройства диагностики. Важное практическое значение имеют вопросы самодиагностики устройства, работающего в жестких производственных условиях. Так, требуется точная информация о состоянии кабельных изделий от вибропреобразователей (короткое замыкание или обрыв), которое устанавливается по постоянному сигналу на выходе коммутатора и коду управления блоком автонормирования. Кроме того, с целью повышения точности производится цифровое управление блоком ФВЧ и обрабатывается информация о работе оборудования (машин). Shock pulses of vibration carry information on the dynamic thickness of the lubricant layer and their frequency (frequency composition after the Hilbert transducer), indicate that defects belong to certain bearing elements, which makes it possible to judge additionally the quality of the lubricant, the “volume” of damage and their severity (for example, an internal burst ring), improve the quality of control by expanding the functionality of the diagnostic device. The issues of self-diagnosis of a device operating in harsh industrial conditions are of great practical importance. So, accurate information on the state of cable products from vibration transducers (short circuit or open circuit) is required, which is set by a constant signal at the output of the switch and the control code of the autororming unit. In addition, in order to improve accuracy, digital control of the HPF unit is performed and information on the operation of equipment (machines) is processed.

Качественные характеристики устройства могут быть расширены за счет изменения состава связей. С целью упрощения устройства блок автонормирования может быть не соединен с входом блока ввода-вывода, а вход блока регистрации информации об экстремумах сигнала может быть соединен с выходом детектора среднего абсолютного значения. Qualitative characteristics of the device can be expanded by changing the composition of the bonds. In order to simplify the device, the auto-normalization unit may not be connected to the input of the input-output unit, and the input of the signal extremum information recording unit may be connected to the output of the average absolute value detector.

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

Сенсор диагностики узлов трения качения содержит последовательно соединенные вибропреобразователи 1, коммутатор 2 с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр 3 напряжения силовой сети и блок 4 автонормирования, ФВЧ 5, блок 6 АЧХ, пиковый детектор 7, второй коммутатор 8 с совмещенными масштабными усилителями, блок 9 АЦП, блок 10 ввода-вывода и микропроцессорный блок 11 обработки. Сенсор также содержит соединенные с выходом блока 6 АЧХ блок 12 регистрации информации об экстремумах сигнала, выходом соединенный с входом блока 10 ввода-вывода, и последовательно соединенные детектор 13 среднего абсолютного значения и ФНЧ 14, выходом соединенный с четвертым входом второго коммутатора 8. Кроме того, сенсор, содержит блок 15 индикации, блок 16 связи по сети и блок 17 управления, входами соединенные с входом микропроцессорного блока 11 обработки, блок 18 микропереключателей количества задействованных каналов и порядкового номера сенсора и блок 19 сигнализации о работе оборудования, соединенные с входом блока 10 ввода-вывода, первый 20 и второй 21 детекторы уровня сигнала, соединенные входами соответственно с выходом блока 4 автонормирования и выходом ФВЧ 5, выходами соединенные соответственно с вторым и третьим входами второго коммутатора 6, второй ФНЧ 22, включенный между выходом коммутатора 2 и пятым входом второго коммутатора 8, блок 23 источников опорных напряжений, выходом соединенный с шестым входом второго коммутатора 8. The diagnostic sensor for rolling friction assemblies contains serially connected vibration transducers 1, a switch 2 with a built-in charge preamplifier, a blocking filter 3 of the mains voltage and an autonorming unit 4, an HPF 5, a frequency response unit 6, a peak detector 7, a second switch 8 with combined scale amplifiers, unit 9 The ADC, the input-output unit 10 and the microprocessor processing unit 11. The sensor also includes a signal extremum information recording unit 12 connected to the output of the frequency response unit 6, output connected to an input of an input-output unit 10, and a series 13 average absolute value detector and a low-pass filter 14 connected to a fourth input of the second switch 8. In addition, , the sensor contains a display unit 15, a network communication unit 16 and a control unit 17, inputs connected to the input of the microprocessor processing unit 11, the microswitch unit 18 of the number of channels involved and the serial number with the sensor and the signaling unit 19 about the operation of the equipment, connected to the input of the input-output block 10, the first 20 and second 21 signal level detectors, connected by inputs to the output of the auto-blocking unit 4 and the output of the high-pass filter 5, outputs connected respectively to the second and third inputs of the second switch 6, the second low-pass filter 22, connected between the output of the switch 2 and the fifth input of the second switch 8, the block 23 of the voltage reference sources, the output connected to the sixth input of the second switch 8.

При этом вход блока 10 ввода-вывода соединен с управляющими входами коммутатора 2, блока 4 автонормирования, ФВЧ 5, пикового детектора 7 и второго коммутатора 8. In this case, the input of the input-output block 10 is connected to the control inputs of the switch 2, auto-blocking unit 4, high-pass filter 5, peak detector 7, and the second switch 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Электрический сигнал вибропреобразователей 1, закрепленных на контролируемых узлах трения качения, проходит коммутатор 2 с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр 3 напряжения силовой сети, блок 4 автонормирования, ФВЧ 5, блок 6 АЧХ, пиковый детектор 7, второй коммутатор 8, блок 9 АЦП, блок 10 ввода-вывода и в виде цифрового кода степени разрушения подшипников поступает в микропроцессорный блок 11 обработки, блок 15 индикации и блок 16 связи по сети. При этом блок 17 управления управляет работой микропроцессорного блока 11 обработки, последний через блок 10 ввода-вывода синхронизирует работу блока 4 автонормирования, ФВЧ 5, пикового детектора 7, второго коммутатора 8 и блока 9 АЦП. Далее информативный сигнал с выхода блока 6 АЧХ проходит в блок 12 регистрации информации от экстремумах сигнала и в виде кодов распределения толщины слоя смазки поступает через блок 10 ввода-вывода в микропроцессорный блок 11 обработки, где обрабатывается, и передается в сеть ЭВМ (не показано). The electrical signal of vibration transducers 1, mounted on controlled rolling friction nodes, passes through switch 2 with a built-in charge preamplifier, a power line voltage filter 3, self-feeding block 4, high-pass filter 5, frequency response block 6, peak detector 7, second switch 8, ADC block 9, the input-output unit 10 and in the form of a digital code of the degree of destruction of the bearings enters the microprocessor processing unit 11, the display unit 15 and the communication unit 16 over the network. In this case, the control unit 17 controls the operation of the microprocessor processing unit 11, the latter, through the input / output unit 10, synchronizes the operation of the auto-feeding unit 4, the high-pass filter 5, the peak detector 7, the second switch 8 and the ADC unit 9. Next, the informative signal from the output of the frequency response unit 6 passes to the information recording unit 12 from the signal extremes and, in the form of codes for distributing the thickness of the lubricant layer, enters through the input / output unit 10 to the microprocessor processing unit 11, where it is processed and transmitted to a computer network (not shown) .

Кроме того, информативный сигнал блока 6 АЧХ проходит детектор 13 среднего абсолютного значения, ФНЧ 14 и поступает на четвертый вход второго коммутатора 8 для завершения преобразователя Гильберта в блоке 9 АЦП, дающего через блок 10 ввода-вывода информацию в микропроцессорный блок 11 обработки о периодичности ударных импульсов, что позволяет выявить принадлежность дефектов к определенному элементу подшипника качения и степень опасности разрушения. Одновременно сигнал вибрации с выхода блока 4 автонормирования проходит первый детектор 20 уровня сигнала, второй коммутатор 8, блок 9 АЦП и блок 10 ввода-вывода, что позволяет установить режим работы блока 4 автонормирования управляющими кодами микропроцессорного блока 11 обработки через блок 10 ввода-вывода. Кроме того, микропроцессорный блок 11 обработки считывает через блок 10 ввода-вывода состояние блока 18 микропереключателей количества задействованных каналов и порядкового номера сенсора и блока 19 сигнализации о работе оборудования, что позволяет ему инициализировать коммутатор 2, ФВЧ 5, второй коммутатор 8 и установить режим работы ФВЧ 5, пикового детектора 7. In addition, the informative signal of the frequency response block 6 passes the average absolute value detector 13, the low-pass filter 14 and is fed to the fourth input of the second switch 8 to complete the Hilbert converter in block 9 of the ADC, which provides information through the input-output block 10 to the microprocessor block 11 for processing the frequency of the drums pulses, which allows to identify the belonging of defects to a specific element of the rolling bearing and the degree of danger of destruction. At the same time, the vibration signal from the output of the autororming unit 4 passes the first signal level detector 20, the second switch 8, the ADC unit 9 and the input-output unit 10, which allows you to set the operation mode of the autonorming unit 4 by the control codes of the microprocessor processing unit 11 through the input-output unit 10. In addition, the microprocessor processing unit 11 reads through the input / output unit 10 the state of the microswitch unit 18 of the number of channels involved and the serial number of the sensor and the signaling unit 19 about the operation of the equipment, which allows it to initialize switch 2, HPF 5, the second switch 8 and set the operation mode HPF 5, peak detector 7.

Далее, информация о состоянии потенциала коммутатора 2 через второй детектор 21 уровня сигнала и второй коммутатор 8, блок 9 АЦП, блок 10 ввода-вывода сигнализирует микропроцессорному блоку 11 обработки о наличии короткого замыкания в коммутаторе 2. Для проверки блока 9 АЦП через второй коммутатор 8 подаются заданные потенциалы, что позволяет микропроцессорному блоку 11 через блок 10 ввода-вывода проверять работоспособность блока 9 АЦП. Further, information about the potential state of the switch 2 through the second signal level detector 21 and the second switch 8, the ADC block 9, the input-output block 10 signals the microprocessor processing block 11 that there is a short circuit in the switch 2. To check the ADC block 9 through the second switch 8 preset potentials are supplied, which allows the microprocessor unit 11 through the input-output unit 10 to check the operability of the ADC unit 9.

Второй детектор 21 уровня сигнала позволяет через второй коммутатор 8, блок 9 АЦП, блок 10 ввода-вывода микропроцессорному блоку 11 обработки установить рабочий режим ФВЧ 5, что повышает точность обработки сигнала вибрации. The second signal level detector 21 allows, through the second switch 8, the ADC block 9, the input-output block 10, the microprocessor processing block 11 to establish the operating mode of the high-pass filter 5, which increases the accuracy of the vibration signal processing.

Предлагаемый сенсор обеспечивает регистрацию степени повреждений, состояния толщины смазки в зоне нагружения подшипников и принадлежности дефектов к определенному элементу подшипников, кроме того, повышает надежность диагностики за счет введения режимов "самоконтроля". The proposed sensor provides registration of the degree of damage, the state of the thickness of the lubricant in the area of bearing loading and the belonging of defects to a specific element of the bearings, in addition, it increases the reliability of diagnostics by introducing "self-control" modes.

Claims (3)

1. СЕНСОР ДИАГНОСТИКИ УЗЛОВ ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные вибропреобразователи, коммутатор с встроенным предусилителем заряда, заграждающий фильтр напряжения силовой сети, блок автонормирования, фильтр высших частот, блок амплитудно-частотной характеристики, пиковый детектор, блок аналого-цифрового преобразователя, блок ввода-вывода и микропроцессорный блок обработки, соединенные с входом микропроцессорного блока обработки, блок связи по сети, блок индикации и блок управления, соединенные с выходом блока амплитудно-частотной характеристики, блок регистрации информации об экстремумах сигнала, соединенный выходом с входом блока ввода-вывода, и последовательно соединенные детектор среднего абсолютного значения и фильтр низших частот, а также первый и второй детекторы уровня сигналов, соединенные входами соответственно с выходом блока автонормирования и выходом фильтра высших частот, второй фильтр низших частот, соединенный с выходом коммутатора со встроенным предусилителем заряда, блок источников опорных напряжений, включенные к входу блока ввода-вывода блок микропереключателей количества задействованных каналов и порядкового номера сенсора и блок сигнализации, при этом вход блока ввода-вывода соединен с управляющими входами коммутатора с встроенными предусилителем заряда, блока автонормирования и пикового детектора, отличающийся тем, что он снабжен включенным между выходом пикового детектора и входом блока аналого-цифрового преобразования вторым коммутатором с совмещенными масштабными усилителями, второй вход которого соединен с выходом первого детектора уровня сигналов, третий вход с выходом второго детектора уровня сигнала, четвертый и пятый входы соответственно с входами обоих фильтров низших частот, а шестой вход - с выходом блока источников опорных напряжений, при этом вход блока ввода-вывода соединен с входом второго коммутатора. 1. DIAGNOSTIC SENSOR FOR ROLLING FRICTION UNITS, comprising vibration transducers connected in series, a switch with a built-in charge preamplifier, a power line voltage filter, an auto-rating unit, a high-pass filter, an amplitude-frequency characteristic unit, a peak detector, an analog-to-digital converter unit, an input- an output and a microprocessor processing unit connected to the input of the microprocessor processing unit, a network communication unit, an indication unit and a control unit connected to the output of the amp unit a frequency-frequency characteristic, a unit for recording information about the extrema of the signal, connected by an output to the input of the input-output unit, and a series-connected average absolute value detector and a low-pass filter, as well as the first and second signal level detectors, connected by inputs to the output of the auto-normalization unit and high-pass filter output, a second low-pass filter connected to the output of the switch with a built-in charge preamplifier, a block of reference voltage sources connected to the input an input / output block of microswitches of the number of channels involved and the serial number of the sensor and an alarm block, while the input of the input / output block is connected to the control inputs of the switch with a built-in charge preamplifier, self-feeding unit, and peak detector, characterized in that it is equipped with a peak output connected between the detector and the input of the analog-to-digital conversion unit by the second switch with combined scale amplifiers, the second input of which is connected to the output of the first level detector signals, the third input with the output of the second signal level detector, the fourth and fifth inputs, respectively, with the inputs of both low-pass filters, and the sixth input with the output of the block of reference voltage sources, while the input of the input-output block is connected to the input of the second switch. 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.
SU5060028 1992-08-26 1992-08-26 Sensor for diagnostics of rolling friction parts RU2036455C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5060028 RU2036455C1 (en) 1992-08-26 1992-08-26 Sensor for diagnostics of rolling friction parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5060028 RU2036455C1 (en) 1992-08-26 1992-08-26 Sensor for diagnostics of rolling friction parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2036455C1 true RU2036455C1 (en) 1995-05-27

Family

ID=21612243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5060028 RU2036455C1 (en) 1992-08-26 1992-08-26 Sensor for diagnostics of rolling friction parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2036455C1 (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 1425507, кл. G 01M 13/04, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5955670A (en) Ultrasonic leak detecting apparatus
WO1998021573A9 (en) Ultrasonic leak detecting apparatus
JPH1028680A (en) Device for monitoring measuring electrode and neutral electrode and lead wires therefor
KR890017543A (en) Error diagnosis system of high voltage power equipment
US6707762B1 (en) System and method for heterodyning an ultrasonic signal
US2829638A (en) Psychogalvanometer
RU2036455C1 (en) Sensor for diagnostics of rolling friction parts
US3456484A (en) Transducer calibration system
RU2098777C1 (en) Microprocessor vibration meter
JPH11271183A (en) Vibration data-collecting device
RU2036454C1 (en) Sensor for condition inspection and diagnostics of antifriction bearings
JPS5940268B2 (en) Acoustic emission signal detection sensitivity testing method and device
US5353260A (en) Noise signal processor
SE8205399L (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR SEATING OF FREQUENCY
JPS60177268A (en) Portable oscillation measuring and recording device
KR910001446B1 (en) Checking machine of bibration
SU1552044A1 (en) Method of diagnosis of condition of friction pair
JPH01169378A (en) Data collector for partial discharge measuring apparatus
SU785786A1 (en) Analyzer for testing electronic equipment parameters
RU2077048C1 (en) Vibrotesting gear
JPH1137835A (en) Vibration inspecting apparatus
RU2016388C1 (en) Device for diagnostics of rolling-contact bearings
SU1677551A1 (en) Arrangement for measuring narrow-band vibration process
JPS5892828A (en) Monitoring device for operation state
SU1539648A1 (en) Ultrasonic flaw detector