SU1698669A1 - Device for rolling bearings diagnostics - Google Patents
Device for rolling bearings diagnostics Download PDFInfo
- Publication number
- SU1698669A1 SU1698669A1 SU894718663A SU4718663A SU1698669A1 SU 1698669 A1 SU1698669 A1 SU 1698669A1 SU 894718663 A SU894718663 A SU 894718663A SU 4718663 A SU4718663 A SU 4718663A SU 1698669 A1 SU1698669 A1 SU 1698669A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- bearing
- amplitude
- multiplier
- rotation
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001845 vibrational spectrum Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012774 diagnostic algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл диагностики дефектов подшипников качени . Цель - повышение точности определени дефектов подшипников. Повышение точности достигаетс за счет восстановлени амплитудных и частотных значений спектра вибрации, соответствующего посто нной рабочей частоте вращени подшипника и колебательной системе контролируемый подшипник - испытательный стенд с единичной передаточной функцией в области информационных частот. В предлагаемом устройстве привод т подшипник во вращение с посто нной рабочей частотой, создав ют режим выбега, отключа питание от испытательного стенда, и измер ют вибродатчиком амплитуду сигнала вибрации, прошедшего через узкополос-. ный фильтр, и посредством частотомера - мгновенное значение частоты вращени подшипника. Полученные значени амплитуды и частоты вращени пересчитывают с помощью делител , двух масштабных усилителей, блока возведени в квадрат и умножител в амлитуду и частоту спектральных составл ющих спектра вибрации при рабочей частоте вращени и по ним вычисл ют величину дефектов контролируемого подшипника. 2 ил.The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for diagnosing defects in rolling bearings. The goal is to improve the accuracy of determining bearing defects. Accuracy increase is achieved by restoring the amplitude and frequency values of the vibration spectrum corresponding to the constant operating frequency of the bearing and the oscillatory system of the monitored bearing - a test bench with a single transfer function in the field of information frequencies. In the proposed device, the bearing is rotated at a constant operating frequency, a coasting mode is created by disconnecting the power from the test bench, and the amplitude of the vibration signal transmitted through the narrow band is measured by a vibration sensor. filter, and by means of a frequency meter, the instantaneous value of the frequency of rotation of the bearing. The obtained amplitude and rotation frequency are recalculated using a splitter, two large-scale amplifiers, a squaring block and a multiplier into the amplitude and frequency of the spectral components of the vibration spectrum at an operating frequency of rotation, and the defect size of the monitored bearing is calculated from them. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл диагностики дефектов подшипников качени .The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for diagnosing defects in rolling bearings.
Цель изобретени - повышение точности определени дефектов подшипников .The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining bearing defects.
На фиг.1 представлена функциональна схема устройства дл диагностики подшипников качени ; на фиг.2 представлен алгоритм работы блока вычислени дефектов и прин ты следующие обозначени : S - величина дефекта; СО; - информационна частота; А(оЗ;) амплитуда вибросигнала на информационной частоте СО; ; G;- весовой коэффициент, соответствующий частоте СО; Л величина j-ro порога; I - коэффициент пропорциональности; Ом- частота, с которой блок вычислени дефектов начинает вводить спектр.Fig. 1 shows a functional diagram of a device for the diagnosis of rolling bearings; Fig. 2 shows the algorithm for the operation of the defect calculation unit and the following notation is adopted: S is the magnitude of the defect; WITH; - information frequency; А (ОЗ;) vibration signal amplitude at the information frequency CO; ; G; - the weighting factor corresponding to the frequency of CO; L value j-ro threshold; I - proportionality coefficient; Ohm is the frequency with which the defect calculator begins to enter a spectrum.
Устройство содержит закрепленный на контролируемом подшипнике 1 качени вибродатчик 2, испытательный стенд. 3, вход которого соединен с блоком 4 питани через переключатель 5, узкополосный фильтр 6, вход котоОThe device contains a vibration sensor 2 mounted on a controlled rolling bearing 1, a test stand. 3, the input of which is connected to the power supply unit 4 through a switch 5, a narrow-band filter 6, whose input
соwith
00 СЭ 000 SE 0
рого через усилитель 7 подключен к выходу вибродатчика 2, а выход соединен с вторым входом умножител 8, выход которого соединен с первым входом блока 9 вычислени дефектов, выход которого соединен с индуктором 10. Устройство также включает последовательно соединенные частотомер 11, вход которого соединен с испытательным стендом 3, делитель 1 и первый масштабный усилитель 13, выход которого соединен с вторым входом блока 9 вычислени дефектов, и, кроме того, последовательно соединенные блок 1 возведени в квадрат, вход которого подключен к выходу делител 12, и второй масштаный усилитель 15, выход которого со динен с первым входом умножител 8.through the amplifier 7 is connected to the output of the vibration sensor 2, and the output is connected to the second input of the multiplier 8, the output of which is connected to the first input of the defect calculation unit 9, the output of which is connected to the inductor 10. The device also includes a series-connected frequency meter 11, the input of which is connected to the test stand 3, divider 1 and the first large-scale amplifier 13, the output of which is connected to the second input of the defect calculation unit 9, and, in addition, connected in series to the square building 1 whose input is connected to the output row divider 12 and a second masshtany amplifier 15, whose output of the connections with the first input of the multiplier 8.
Лл исключени вли ни собственных частот колебательной системы контролируемый подшипник - испытательный стенд узкополооный фильтр настраивают на колебательную доре- зонансную частоту, на которой передаточна функци колебательной сис темы равна единице.To eliminate the influence of the natural frequencies of the oscillatory system, the monitored bearing - the test bench narrow-band filter is tuned to the oscillatory preresonance frequency, at which the transfer function of the oscillatory system is equal to unity.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
На контролируемом подшипнике 1 закрепл ют пьезоэлектронный вибродатчик 2. Подшипник 1 устанавливают на выходной вал испытательного стенда 3, нагружают необходимым усилием и привод т во вращение с посто нной заданной частотой СОр , подключив электропривод стенда к блоку 4 питани через переключатель 5. Далее отключают испытательный стенд 3 от блока k питани переключателем 5, создава режим выбега. В процессе уменьшени скорости вращени подшипника 1 происходит уменьшение скорости движени его элементов, уменьшение частот возмущающих сил, действующих в подшипнике 1 и смещение составл ющих спектра в область более низки частот. Смещение составл ющих спектра вибрации позвол ет произвести их выделение на посто нной частоте, на- ход щейс вне областей собственных частот колебательной системы контролируемый подшипник - ислыт ательный стенд, в процессе последовательного совпадени частот спектральных сое1 тавл ющих с посто нной частотой пропускани фильтра 6 оофи регистрациюA piezoelectronic vibration sensor 2 is fixed on the controlled bearing 1. The bearing 1 is mounted on the output shaft of the test bench 3, is loaded with the necessary force, and is rotated at a constant predetermined frequency Cop by connecting the stand electric drive to the power supply unit 4 via switch 5. Then the test bench is disconnected 3 from the power supply unit k with switch 5, creating a coasting mode. In the process of reducing the speed of rotation of the bearing 1, the speed of movement of its elements decreases, the frequencies of the disturbing forces acting in the bearing 1 decrease, and the spectrum components shift to lower frequencies. The displacement of the vibration spectrum components allows them to be extracted at a constant frequency that is outside the range of the natural frequencies of the oscillatory system of a monitored bearing - a sensing stand, in the process of successive coincidence of the frequencies of the spectral components with a constant frequency of filter 6
1515
986694986694
амплитудного спектра вибрации подшипника 1.amplitude vibration spectrum of the bearing 1.
Сигнал с вибродатчика 2 через усилитель 7 поступает на вход узкополосного фильтра 6. Поскольку при уменьшении частоты вращени нелинейно уменьшаетс и амплитуда сигнала на информационных частотах, что суЮ жает полосу обзора снимаемого спектра (из-за уменьшени отношени сиг- нал/шум), то целесообразно выбрать частоту настройки полосового фильтра 6 как можно ближе к началу резонансной зоны колебательной .системы контролируемый подшипник - испытательный стенд в той области АЧХ системы, где ее коэффициент передачи близок к 1. Выходной сигнал узкополосного фильтра 6 подаетс на второй вход умножител . При этом сигнал, пропорциональный частоте вращени подшипника 1, снимаемый с выхода испытательного стенда 3, подаетс на вход частото25 мера 11. Амплитуда аналогового сигнала на выходе частотомера 11 соответствует мгновенной частоте вращени СОМ подшипника 1. Поскольку в процессе выбега измер етс мгновенное значение частоты вращени 03 , а амплитудный спектр поступает в блок вычислени дефектов 9 через узкополосный фильтр 6, настроенный наThe signal from the vibration sensor 2 through the amplifier 7 is fed to the input of the narrow-band filter 6. Since the signal amplitude at the information frequencies decreases non-linearly as the rotation frequency decreases, because of the decrease in the spectrum of the spectrum being shot (due to the decrease in the signal-to-noise ratio), it is advisable choose the tuning frequency of the band-pass filter 6 as close as possible to the beginning of the resonant zone of the oscillatory system. The controlled bearing - test bench in the frequency response area of the system where its transmission coefficient is close to 1. Output signal The narrowband filter 6 is fed to the second input of the multiplier. At the same time, a signal proportional to the frequency of rotation of the bearing 1, taken from the output of the test bench 3, is fed to the input of frequency 25 of measure 11. The amplitude of the analog signal at the output of frequency meter 11 corresponds to the instantaneous frequency of rotation of the COM of the bearing 1. As the overrun process measures the instantaneous frequency of rotation 03 and the amplitude spectrum enters the defect calculation unit 9 through a narrow-band filter 6 tuned to
2020
30thirty
5five
00
посто нную частоту пропускани СОconstant frequency pass CO
;;
то необходимо привести в соответствие амплитуду каждой спектральной составл ющей, прошедшей через узкополосный фильтр 6, и значение частоты этой спектральной составл ющей к их значени м при рабочей скорости вращени .It is necessary to align the amplitude of each spectral component transmitted through narrowband filter 6 and the frequency of this spectral component to their values at the operating rotation speed.
Определение частот возмущений вибрации от погрешностей элементов подшипника производитс по формулеThe determination of the frequency of vibration disturbances from the errors of the bearing elements is made according to the formula
5five
СО;WITH;
СОо- WCO-W
ФF
СОWITH
мm
(1)(one)
00
где СО, - частота i-ой спектральной составл ющей при рабочей частоте вращени подшипника СОр ;where CO, is the frequency of the i-th spectral component at the operating frequency of rotation of the bearing Cp;
частота пропускани узкополосного фильтра; 00М- мгновенное значение частотыpassband narrowband filter; 00M - instantaneous frequency
вращени подшипника. Лл вычислени частот возмущений служит делитель 12, выходной сигнал которого будет U СО , и первый масштабный усилитель 13, производ щий усиление входного сигнала Vbearing rotation. Ll the calculation of the disturbance frequency serves as a divider 12, the output signal of which will be U CO, and the first large-scale amplifier 13, which amplifies the input signal V
на посто нную величину, равную Wp tOq,/ G3p и СОф- задаютс . На выходе первого масштабного усилител 13 имеем частотные составл ющие спектра вибрации подшипника 1, соответствующие рабочей частоте вращени сОр подшипника. Выходной сигнал усилител подаетс на второй вход блока 9 вычислени дефектов контролируемых подшипников .by a constant value equal to Wp tOq, / G3p and Sof-set. At the output of the first large-scale amplifier 13, we have the frequency components of the vibration spectrum of the bearing 1, corresponding to the operating frequency of rotation cp of the bearing. The output signal of the amplifier is fed to the second input of the unit 9 for calculating defects in monitored bearings.
Амплитуды виброускорений спектральных составл ющих вибрации под- шипника при посто нной скорости вращени вычисл ютс по формулеThe amplitudes of the vibration accelerations of the spectral components of the bearing vibration at a constant rotational speed are calculated by the formula
Х(СО;) X(«;)«2pW(CD;), (2)X (CO;) X (“;)“ 2pW (CD;), (2)
где Х(СО() - виброускорение, замеренное на частоте CJj при посто нной рабочей частоте вращени подшипника ((Сх)1,) - виброперемещение;where X (CO () is the vibration acceleration measured at the frequency CJj at a constant operating frequency of the bearing ((Cx) 1,) is the vibration displacement;
СОр- рабоча частота вращени SOR- working frequency of rotation
-подшипника; -Bearing;
W() - передаточна функци колебательной системы контролируемый подшипник измерительный стенд. В процессе выбега контролируемого подшипника 1 измер етс виброускорение вибродатчика 2,которое обобщенно можно представить следующим образомW () is the transfer function of an oscillatory system, a monitored bearing, and a measuring stand. In the process of running out of the controlled bearing 1, the vibration acceleration of the vibration sensor 2 is measured, which can be summarized as follows
Х&(СО;) Х(СО;)«Ч(сОф), (3) Х &(СО;) Х (СО;) «Ч (сОф), (3)
где Xg(W;) - виброускорение, замеренное на частоте СО; в режиме выбега.where Xg (W;) is the vibration acceleration measured at the frequency CO; in run out mode.
Из приведенных выражений (2) и (3) видно, что коэффициент перевода значений, полученных на выбеге при посто нной частоте пропусканий фильтра , на которой W(cOq) 1 к значейи м, соответствующим идеальной колебательной системе (с единичной W(CO) 1 передаточной функцией), при посто нной частоте вращени О о будет From the given expressions (2) and (3), it can be seen that the coefficient of conversion of the values obtained on coasting at a constant filter bandwidth, at which W (cOq) 1 to values corresponding to an ideal oscillatory system (with a unit W (CO) 1 transfer function), at a constant frequency of rotation
к .Ш ,й,«.to .SH, nd, ".
Х6(СО,) COWX6 (CO,) COW
аким образом, дл того, чтобы-восстаовить значени возмущений спектра ибрации, прошедших через узкополбс- ый фильтр, необходимо произвести его Thus, in order to restore the values of the perturbations of the spectrum of the ibration that passed through the narrow-band filter, it is necessary to produce
орму Устрой шипников тельный с мером и че питани , 35 вибродатчи ный фильт соединенны тов и инди с тем, ности опре ка, в устр тельно сое масштабный но соедине квадрат, в и умножите ного фильт дом умножи динен с вх квадрат, а ка вычисле входами ум ного умнож ход частотThe device is equipped with a meter and a power supply, a 35-gauge vibration filter of the connections and indi-ation is determined, the scale-but-connecting square of the device is multiplied by the square of the multiplier filter, and the inputs are calculated smart multiply frequency move
множение на коэффициент пересчета К., 55. делител .multiplication by the conversion factor K., 55. divider.
Дл этого в устройство введены блок возведени в квадрат, на выходе которого будет сформирован сигнал V и второй масштабный усилитель 15, производ щий усиление вход ного сигнала на величину ()/ СОр - задаетс ). С выхода второго масштабного усилител 15 сигнал, равный К,For this, a squaring block is entered into the device, at the output of which a signal V will be generated and a second large-scale amplifier 15 generating the input signal by the value of () / COP - is specified). From the output of the second large-scale amplifier 15 signal equal to K,
Ю поступает на первый вход умножител 8 , в котором происходит перемножение выходного сигнала узкополосного фильтра 6 на коэффициент КU enters the first input of the multiplier 8, in which the multiplication of the output signal of the narrow-band filter 6 by the coefficient K
Скорректированные значени ампли15 ТУД., передаютс на первый вход блока 9 вычислени дефектов подшипников. В блоке 9 вычислени дефектов подшипника на основании восстановленного спектра, соответствующего идеаль20 ной колебательной системе контролируемый подшипник - испытательный стенд1 при рабочей частоте вращени подшил-, ника, использу известные алгоритмы i диагностики (формула (l), фиг.2), The corrected values of the amplitude of the TRD are transmitted to the first input of the unit 9 for calculating bearing defects. In block 9, the calculation of bearing defects on the basis of the recovered spectrum corresponding to the ideal oscillatory system of the monitored bearing - test bench 1 at the operating rotation frequency of the hem, using known diagnostic algorithms i (formula (l), figure 2)
25 определ ютс дефекты контролируемого подшипника.25, the defects of the bearing to be checked are determined.
Результат диагностики подшипника высвечиваетс на индикаторе 10.The result of the bearing diagnosis is displayed on the indicator 10.
00
00
ормула изобретение Устройство дл диагностики под- : шипников качени , содержащее испытательный стенд, соединенный с частотой мером и через переключатель с блокам.. питани , последовательно соединенные 5 вибродатчик, усилитель и узкополосный фильтр, а также последовательно соединенные блок вычислени дефекг тов и индикатор, oтличaющeef с тем, что, с целью повышени точг ности определени дефектов подшипни-1 ка, в устройство введены последовательно соединенные делитель и первый масштабный усилитель, последовательно соединенные блок возведени в1 квадрат, второй масштабный усилитель, и умножитель, причем выход узкополосу ного фильтра соединен с вторым вхо- дом умножител , выход делител соединен с входом блока возведени в квадрат, а первый и второй входы блока вычислени дефектов соединены с , входами умножител и первого масштаб-t ного умножител соответственно, вы- ход частотомера подключен к входуFormula Invention A device for diagnostics of under-: rolling bearings, containing a test bench connected to the frequency and, through a switch, to the power supply units. 5 vibration sensors connected in series, an amplifier and a narrow-band filter, as well as a series of defect calculation unit and an indicator different from the one so that, in order to improve the accuracy of detecting bearing defects-1 ka, the serially connected divider and the first large-scale amplifier, the series-connected air unit, are introduced into the device lead b1 square, second scale amplifier, and multiplier, the output of the narrow band filter is connected to the second multiplier input, the output of the divider is connected to the input of the squaring block, and the first and second inputs of the defect calculator are connected to the inputs of the multiplier and the first scale -t multiplier, respectively, the output of the frequency meter is connected to the input
5five
00
LiJLiLijli
11eleven
Редактор М. ВасильеваEditor M. Vasiliev
Составитель В. Родимое Техред м.МоргенталCompiled by V. Rodimy Tehred M. Morgental
Фиг.11
( Начало ( Start
онецend
иг. 2.ig. 2
Корректор А. ОбручарProofreader A. Obruchar
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894718663A SU1698669A1 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Device for rolling bearings diagnostics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894718663A SU1698669A1 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Device for rolling bearings diagnostics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1698669A1 true SU1698669A1 (en) | 1991-12-15 |
Family
ID=21460762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894718663A SU1698669A1 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Device for rolling bearings diagnostics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1698669A1 (en) |
-
1989
- 1989-07-12 SU SU894718663A patent/SU1698669A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 827994, кл. G 01 М 13/04, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5965819A (en) | Parallel processing in a vibration analyzer | |
US4518917A (en) | Plural sensor apparatus for monitoring turbine blading with undesired component elimination | |
US4644270A (en) | Apparatus for monitoring housed turbine blading to obtain blading-to-housing distance | |
SU949342A1 (en) | Method and device for detecting flaws in cyclic action objects | |
CN111504859A (en) | System and method for online monitoring and evaluation of lubricating oil abrasive particles | |
SU1698669A1 (en) | Device for rolling bearings diagnostics | |
HU180808B (en) | Apparatus for complex diagnostic testing internal combustion engines | |
JPS63238522A (en) | Shaft torsional vibration monitoring device | |
KR0169714B1 (en) | Turbine generator shaft torsion monitor | |
RU2098777C1 (en) | Microprocessor vibration meter | |
JPH02130429A (en) | Machine abnormality diagnosis method | |
SU935733A1 (en) | Method of rolling bearing diagnostics | |
SU968667A1 (en) | Device for diagnosis of bearings | |
RU1803742C (en) | Method of vibrodiagnostics for cycling machines | |
SU1691703A1 (en) | Tester of rolling bearings | |
SU1195208A1 (en) | Method of rotor bearing diagnosis | |
SU1739242A1 (en) | Apparatus for diagnosis of reduction gear | |
SU1059447A1 (en) | Device for revealing flaws in bearings | |
JP2879502B2 (en) | Vibration measuring device | |
RU2189566C2 (en) | Device for measurement of instantaneous mechanical vibration power | |
SU1276945A1 (en) | Method for checking condition of antifriction bearings and device for effecting same | |
SU1723482A2 (en) | Device for testing condition of rolling bearings | |
SU1552044A1 (en) | Method of diagnosis of condition of friction pair | |
SU1170306A1 (en) | Device for impact-pulse diagnosis of antifriction bearings | |
SU991177A1 (en) | Device for rolling-contact bearing condition diagnostics |