×
26.08.2017
217.015.e42a

Результат интеллектуальной деятельности: Способ диагностики механизмов, агрегатов и машин на основе оценки микровариаций вращения вала

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики состояния механизмов, агрегатов и машин, составной частью которых являются элементы, совершающие вращательное движение. Способ заключается в том, что на валу контролируемого изделия устанавливают датчик оборотов, генерирующий при вращении вала импульсы. Таким образом, при вращении вала с постоянной угловой скоростью датчик выдает импульсную последовательность с постоянными межимпульсными интервалами, наличие дефекта приводит к возникновению микровариаций вращений вала и, следовательно, к вариациям межимпульсных интервалов в импульсной последовательности, генерируемой датчиком; из импульсной последовательности, генерируемой датчиком. С помощью порогового устройства формируют стандартную последовательность единичных импульсов и последовательность, прореженную в целое число раз с помощью делителя частоты, затем производят измерение временных интервалов между импульсами исходной последовательности или прореженной последовательности. После этого для стандартной или прореженной последовательности находят среднеквадратичное отклонение значений интервалов между импульсами от среднего значения, и если зафиксированное среднеквадратичное отклонение выше определенного порога, то делают заключение о наличии у изделия дефекта. Технический результат заключается в упрощении процедуры выявления дефекта и снижении необходимых вычислительных затрат. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля механических изделий и может быть использовано для диагностики состояния механизмов, агрегатов и машин, составной частью которых являются элементы, совершающие вращательное движение: валы, шестерни, подшипники, роторы турбин, двигателей, генераторов и другие детали.

Неразрушающая диагностика для такого рода изделий обычно выполняется на основе регистрации и последующего анализа сигналов, получаемых с виброакустических датчиков, установленных на корпусе контролируемого механизма или агрегата. Целью анализа сигналов является выявление информативных признаков дефектов, на основе которых можно было бы делать вывод о состоянии исследуемого изделия. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является метод частотного анализа сигналов с вибродатчиков, основанный на оценивании частот и амплитуд гармонических компонент вибраций (Голованов В.В., Василенко В.Г., Земсков А.А., Панов С.С., Емельянова А.А. «Методы и средства диагностики авиационных приводов при их эксплуатации по техническому состоянию», Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева, 2015 г, том 14, №3, часть 1 - С. 213-220). Информативным признаком наличия дефекта является появление новых спектральных компонент ,обычно слабо выраженных в спектре исследуемого сигнала. Недостатками этого метода является необходимость выполнения дискретного преобразования Фурье большой размерности, позволяющего обеспечить разрешение частотных составляющих сигнала, что требует больших вычислительных ресурсов, а также сложность выделения низкоамплитудных гармонических компонент, порожденных дефектом, при наличии шумов.

Техническим результатом изобретения является упрощение процедуры выявления дефекта за счет применения нового информативного признака и снижение необходимых вычислительных затрат.

Технический результат обеспечивается тем, что на валу контролируемого изделия устанавливают датчик оборотов, генерирующий при вращении вала импульсы при значениях угла ϕ=360/N⋅i, где N - целое число, i=0, 1, 2, … - номер импульса, таким образом при вращении вала с постоянной угловой скоростью датчик выдает импульсную последовательность с постоянными межимпульсными интервалами, наличие дефекта приводит к возникновению микровариаций вращении вала и, следовательно, к вариациям межимпульсных интервалов в импульсной последовательности, генерируемой датчиком; из импульсной последовательности, генерируемой датчиком, с помощью порогового устройства формируют стандартную последовательность единичных импульсов и последовательность, прореженную в целое число раз с помощью делителя частоты, затем производят измерение временных интервалов между импульсами исходной последовательности или прореженной последовательности, после этого для стандартной или прореженной последовательности находят среднеквадратичное отклонение значений интервалов между импульсами от среднего значения, и если зафиксированное среднеквадратичное отклонение выше определенного порога, то делают заключение о наличии у изделия дефекта.

Производят измерение временных интервалов между импульсами стандартной последовательности и последовательностями, получаемыми из стандартной ее прореживанием в целое число раз с помощью делителя частоты, затем для стандартной и прореженных последовательностей находят свои среднеквадратичные отклонения значений межимпульсных интервалов от их средних значений и заключение о наличии у изделия дефекта производят по совокупности всех полученных среднеквадратичных отклонений.

Дополнительное оценивание микровариаций вращения вала производят на основе гистограмм межимпульсных интервалов стандартной и прореженных последовательностей единичных импульсов, предоставляющих дополнительную информацию о микровариациях вращения вала, проявляющуюся, например, в наличии у гистограммы характерной формы, асимметрии, протяженных хвостов или нескольких пиков.

На фиг. 1 представлена блок-схема, поясняющая процесс оценивания микровариаций вращения входного вала.

На фиг. 2 приведены межимпульсные интервалы исправного (1) и неисправного (2) редукторов.

1 - датчик оборотов, 2 - блок формирования стандартной последовательности единичных импульсов, 3 - делитель частоты импульсов с целочисленным коэффициентом деления М=2, 3, 4, …, 4 - блок определения среднего межимпульсного интервала и среднеквадратичного отклонения межимпульсного интервала от среднего значения, 5 - блок построения гистограммы.

n - число импульсных интервалов длительностью Т, выраженной в мс.

Технический результат достигается выполнением следующей последовательности операций обработки сигнала s(t) с датчика оборотов, генерирующего при вращении вала импульсы при значениях угла ϕ=360/N⋅i, где N - целое число, i=0, 1, 2, … - номер импульса:

1. С помощью порогового элемента сигнал s(t) преобразуется в стандартную последовательность единичных импульсов

,

возникающих в моменты пересечения порогового уровня h0 передним фронтом импульсов, создаваемых датчиком оборотов.

2. В стандартной последовательности p(t) производят измерение межимпульсных интервалов Ti=ti+1-ti, где i - номер импульса p(t).

3. По значениям Ti находят средний межимпульсный интервал и среднеквадратичное отклонение σ интервалов Ti от среднего значения .

4. Из последовательности p(t) получают прореженную импульсную последовательность PM(t), сохраняя импульсы кратные М=2, 3, 4, … последовательности.

4. Для pM(t) находят средний межимпульсный интервал и среднеквадратичное отклонение от него σM, для более точного выявления и локализации дефекта.

5. По превышении величин σ и σM некоторого значения делается вывод о наличии дефекта в диагностируемом изделии.

6. Наконец, для целей диагностики могут быть использованы гистограммы межимпульсных интервалов последовательностей p(t) и рM(t), предоставляющие дополнительную информацию о микровариациях вращения вала, проявляющуюся, например, в наличии у гистограммы характерной формы, асимметрии, протяженных хвостов, нескольких пиков и т.д.

Применение предлагаемого способа к реальной задаче диагностики редуктора при установке на его входном валу датчика оборотов при параметрах N=3 и N=6 показало его эффективность, так в случае неисправного редуктора величина σ была в 2,57 раза больше, чем в случае исправного редуктора. Это свидетельствует о том, что амплитуда микровариаций вращения вала редуктора является хорошим информативным диагностическим признаком. Дополнительное подтверждение справедливости этого вывода демонстрируют гистограммы межимпульсных интервалов для исправного и неисправного редукторов, приведенные на фиг. 2, наличие неисправности отражается в расширении пика гистограммы, при этом смещение пиков не является признаком наличия неисправности и вызвано различием средних скоростей вращения вала при проведении испытаний.

Использование предлагаемого способа при диагностике роликовых подшипников на стенде, с датчиком оборотов с N=24 и параметре М=1 также подтвердило его эффективность. В этом случае величина σ для подшипников с дефектами была примерно в 1,8 раза больше, чем у исправных подшипников.

Таким образом, приведенные выше данные позволяют заключить, что предложенный способ может быть использован для диагностики редуктора и подшипников. При этом в сравнении с методами вибродиагностики, основанными на использовании частотного анализа, предложенный способ не требует больших вычислительных ресурсов.


Способ диагностики механизмов, агрегатов и машин на основе оценки микровариаций вращения вала
Способ диагностики механизмов, агрегатов и машин на основе оценки микровариаций вращения вала
Способ диагностики механизмов, агрегатов и машин на основе оценки микровариаций вращения вала
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 181-190 из 279.
29.05.2018
№218.016.5686

Способ искусственной перекачки физиологической жидкости

Изобретение относится к кардиологии и может быть использовано для перекачивания крови. Способ осуществляется с помощью насоса, в котором используют волнообразное движение текучей среды в замкнутом объеме, создаваемое сжатием и растяжением пьезоэлементов путем подачи переменного трехфазного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654618
Дата охранного документа: 21.05.2018
29.05.2018
№218.016.5721

Устройство для измерения массового расхода жидких и сыпучих сред

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения расхода жидких и сыпучих сред в трубопроводах, в частности при трубопроводной транспортировке нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Устройство содержит генератор СВЧ, передающую и приемную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654929
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.5768

Способ измерения массового расхода жидких и сыпучих сред

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения расхода жидких и сыпучих сред в трубопроводах, в частности при трубопроводной транспортировке нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Технический результат - повышение точности измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654926
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.5772

Устройство для контроля и измерения сопротивления изоляции

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к измерениям сопротивления изоляции электрических сетей любого рода тока. Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение быстродействия и расширение функциональной возможности. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654917
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.5787

Устройство для измерения оборотов диска индукционного счетчика

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Устройство для измерения оборотов диска индукционного счетчика содержит источник электрической сети, соединенный с входами катушки напряжения и токовой катушки, вращающейся между ними алюминиевый диск и постоянный магнит, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654919
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.57c3

Способ измерения вектора путевой скорости транспортного средства

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения путевой скорости транспортных средств с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн. Технический результат - повышение точности измерения путевой скорости достигается тем, что в способе измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654931
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.57f0

Устройство для измерения малых значений токов

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Сущность заявленного технического решения заключает в том, что устройство для измерения малых значений тока содержит первичный преобразователь, выполненный в виде неподвижной катушки и подвижного сердечника, микроволновой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654911
Дата охранного документа: 23.05.2018
09.06.2018
№218.016.5c88

Способ измерения длины металлической трубы

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения длины металлических труб как готовых изделий, так и при их производстве на металлургических, машиностроительных предприятиях. Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656007
Дата охранного документа: 30.05.2018
09.06.2018
№218.016.5cac

Устройство для измерения длины протяженного металлического изделия

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения длины протяженных металлических изделий, в частности металлических труб как готовых изделий, так и при их производстве. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656021
Дата охранного документа: 30.05.2018
09.06.2018
№218.016.5d0f

Способ измерения длины протяженного металлического изделия

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения длины протяженных металлических изделий, в частности металлических труб как готовых изделий, так и при их производстве. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656016
Дата охранного документа: 30.05.2018
Показаны записи 171-178 из 178.
09.06.2018
№218.016.5c6f

Планетарный редуктор силовой установки

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных зубчатых редукторах. Планетарный редуктор силовой установки содержит корпус, ведомое зубчатое колесо внутреннего зацепления, связанное с выходным валом, зубчатые сателлиты, установленные на неподвижных осях, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655968
Дата охранного документа: 30.05.2018
01.07.2018
№218.016.69b6

Коническая зубчатая передача

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных зубчатых передачах. Коническая зубчатая передача содержит ведущий и ведомый валы с пересекающимися осями, и установленные на валах конические зубчатые колеса с круговыми зубьями и равными делительными шагами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659318
Дата охранного документа: 29.06.2018
25.09.2018
№218.016.8b62

Способ диагностики технического состояния агрегата авиационного привода

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам контроля и диагностики технического состояния агрегатов авиационных приводов по вибрации их корпусов при работающих двигателях. Техническим результатом, достигаемым в заявленном изобретении, является повышение точности диагностики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667830
Дата охранного документа: 24.09.2018
26.10.2018
№218.016.965f

Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения частот и амплитуд многокомпонентных нестационарных сигналов. Заявлен способ кратковременного спектрального анализа, в котором ошибки, возникающие из-за перекрытия характеристик полосовых фильтров (ПФ) при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670702
Дата охранного документа: 24.10.2018
02.03.2019
№219.016.d1a7

Электропривод с планетарным редуктором для механических систем космических аппаратов

Изобретение относится к машиностроению. Электропривод с планетарным редуктором для механических систем космических аппаратов содержит электродвигатель, редуктор, включающий корпус, быстроходный вал, связанный с электродвигателем посредством предступени, быстроходный, промежуточный и тихоходный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680957
Дата охранного документа: 28.02.2019
19.04.2019
№219.017.31cc

Способ обработки речевого сигнала в частотной области

Изобретение относится к области обработки сигналов и может быть использовано при выполнении предварительной обработки речевого сигнала в системах распознавания речи. Предложен способ обработки речевого сигнала, основанный на полосовой фильтрации логарифмического амплитудного спектра фильтром с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002454735
Дата охранного документа: 27.06.2012
29.04.2019
№219.017.4309

Способ повышения степени усвоения учебной информации путем активизации внимания

Изобретение относится к области образования. Видеопродукцию предъявляют в виде ряда кадров, содержащих учебную информацию. По крайней мере, одна совокупность кадров представляет собой управляющий вниманием блок, который включает три последовательно расположенные группы кадров. Вторая группа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002360294
Дата охранного документа: 27.06.2009
09.06.2019
№219.017.7ca2

Способ определения остаточного ресурса детали акустической диагностикой

Использование: для определения остаточного ресурса детали. Сущность заключается в том, что в детали кратковременным ударным воздействием возбуждают собственные упругие акустические колебания, регистрируют и анализируют их параметры, при этом в качестве информативного параметра выявляют и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002320987
Дата охранного документа: 27.03.2008
+ добавить свой РИД