×
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 201-210 из 279.
08.07.2018
№218.016.6ea2

Система управления движением судна с дублированием каналов курса и резервным управлением по курсу

Система управления движением судна (СУД) с дублированием каналов курса и резервным управлением движения содержит датчик руля, датчик дифференцирования, блок логики, три задатчика угла курса и три датчика угла курса, два сумматора, блок среднего заданного угла курса, блок оценки возмущающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660193
Дата охранного документа: 05.07.2018
18.07.2018
№218.016.7182

Способ определения влагосодержания диэлектрической жидкости

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для высокоточного определения влагосодержания различных диэлектрических жидкостей, находящихся в емкостях (технологических емкостях, измерительных ячейках и т.п.) или перемещаемых по трубопроводам. Расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661349
Дата охранного документа: 16.07.2018
02.08.2018
№218.016.778c

Способ измерения путевой скорости и угла сноса летательного аппарата

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения путевой скорости и угла сноса летательного аппарата в автономных навигационных системах с использованием электромагнитных волн. Достигаемый технический результат - увеличение точности измерения. Указанный результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662803
Дата охранного документа: 31.07.2018
09.08.2018
№218.016.7922

Радиоволновый способ измерения путевой скорости

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиоволновым способам измерения путевой скорости транспортных средств с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн. Технический результат - повышение точности измерения. Указанный результат достигается тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663215
Дата охранного документа: 02.08.2018
09.08.2018
№218.016.7a52

Способ измерения давления

Изобретение относится к промышленной метрологии и может быть использовано для высокоточного измерения статического и динамического давления. Способ измерения давления, при котором в объемном резонаторе в виде отрезка волновода с одной из торцевых стенок в виде металлической мембраны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663552
Дата охранного документа: 07.08.2018
10.08.2018
№218.016.7af9

Устройство для ударного воздействия на призабойную зону

Изобретение относится к средствам генерирования сейсмической энергии, например упругих колебаний в нефтеносных пластах, в частности к средствам ударного воздействия на призабойную зону скважин и нефтенасыщенные пласты при добыче углеводородов, например нефти. Устройство для ударного воздействия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663766
Дата охранного документа: 09.08.2018
10.08.2018
№218.016.7b22

Способ ударного воздействия на призабойную зону

Изобретение относится к средствам генерирования сейсмической энергии, например упругих колебаний в нефтеносных пластах, в частности к средствам ударного воздействия на призабойную зону скважин и нефтенасыщенные пласты при добыче углеводородов. Способ ударного воздействия на призабойную зону...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663770
Дата охранного документа: 09.08.2018
29.08.2018
№218.016.8148

Устройство для идентификации уровней междисциплинарного синтеза исследований

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для идентификации уровней междисциплинарного синтеза исследований, проводимых в рамках научного проекта. Техническим результатом является повышение воспроизводимости и точности определения уровней междисциплинарного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665278
Дата охранного документа: 28.08.2018
25.09.2018
№218.016.8aef

Модульный автономный необитаемый подводный аппарат

Изобретение относится к области подводной морской техники, в частности к автономным необитаемым подводным аппаратам (АНПА), и может быть применено в разного рода подводных исследованиях. Предложен модульный АНПА, содержащий металлический корпус с размещенными в нем герметичными модулями,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667674
Дата охранного документа: 24.09.2018
11.10.2018
№218.016.9087

Доплеровский измеритель путевой скорости

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения путевой скорости транспортных средств с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн. Технический результат - повышение точности измерения. Указанный результат достигается тем, что доплеровский...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669016
Дата охранного документа: 05.10.2018
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