Устройство для контроля износа пар трения
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для диагностирования двигателей внутреннего сгорания, газоперекачивающих агрегатов, компрессоров, редукторов, систем гидравлик, а также отдельных деталей и узлов этого и другого оборудования.
Технической задачей является повышение чувствительности и точности контроля износа деталей различных механизмов, изготовленных из ферромагнитных и цветных металлов и сплавов, при исключении погрешности измерения, обусловленной влиянием температуры смазочного материала.
Устройство для контроля износа пар трения, включающее стакан из немагнитного материала с охватывающей его индуктивной катушкой и регистрирующий прибор, согласно заявлению на полезную модель с целью определения ферромагнитных и диамагнитных частиц металла, катушка выполнена в виде колебательного контура, частота которого, обратно пропорциональна индуктивности катушки, емкости параллельно включенного конденсатора и напряжению питания самого контура, а термодатчик, установленный в стакан из немагнитного материала, используется для измерения температуры внутри маслопровода с целью программной компенсации измерений.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для диагностирования износа узлов трения различного химического состава (Fe, Sn, Сu и др.) двигателей внутреннего сгорания, газоперекачивающих агрегатов, компрессоров, редукторов, гидравлических систем, а также отдельных деталей и узлов этого и другого оборудования.
Известен электроиндуктивный зонд для активного контроля износа деталей машин, который выполнен в виде цилиндрической шпильки, состоящей из двух коаксиально расположенных частей, немагнитный зазор между которыми образован в торце шпильки. Уменьшение, в результате износа детали, в которую запрессована шпилька, площади немагнитного зазора, приводит к изменению сигнала, полученного посредством катушек, включенных в схему индикатора сигналов, по показаниям которого, судят об износе детали в паре трения /1/. Недостатком известного устройства является определение только ферромагнитных частиц износа, низкая степень точности, обусловленная тем, что частицы износа, попадая в немагнитный зазор, приводят к изменению регистрирующего износ сигнала.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому эффекту, является устройство для контроля износа пар трения, включающее стакан из немагнитного материала с охватывающей его индуктивной катушкой, постоянный магнит, размещенный внутри катушки и регистрирующий прибор /2/.
Недостатком известного устройства является определение только ферромагнитных частиц износа.
Технической задачей полезной модели является повышение чувствительности и точности контроля износа деталей различных механизмов, изготовленных не только из ферромагнетиков, но и парамагнетиков при исключении погрешности измерения, обусловленной влиянием температуры смазочного материала.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для контроля износа пар трения, включающее стакан из немагнитного материала с охватывающей его индуктивной катушкой и регистрирующий прибор, согласно заявлению на полезную модель с целью определения ферромагнитных и диамагнитных частиц металла, катушка выполнена в виде колебательного контура, частота которого, обратно пропорциональна индуктивности катушки, емкости параллельно включенного конденсатора и напряжению питания самого контура, а термодатчик, установленный в стакан из немагнитного материала, используется для измерения температуры внутри маслопровода с целью программной компенсации измерений.
Пояснение логики работы системы
Определение типа и массы частиц производится за счет анализа степени изменения значения частоты f x относительно некоторого калибровочного значения f кал.:
f<0 - при диамагнетиках,
f>0 - при ферромагнетиках.
f=0 - при отсутствии частиц.
Вычисление массы частиц износа в процентном соотношении:
Функциональная схема устройства
Система состоит из следующих основных узлов (рис.1). Катушка индуктивности, намотанная на стакан из немагнитного материала, является датчиком, который устанавливается в маслопровод. Катушка индуктивности совместно с конденсатором С (С') образует колебательный контур, частота которого увеличивается при попадании в катушку диамагнитных частиц и уменьшается при попадании ферромагнитных частиц.
Частота контура обратно пропорциональна индуктивности катушки, емкости параллельно включенного конденсатора и напряжению питания самого конура.
Исходя из вышесказанного, для достижения максимальной чувствительности системы, как к ферромагнитным, так и к диамагнитным частицам необходимо обеспечить управление контуром: переключение номиналов емкостей и напряжения питания. Эту роль выполняют ключи Кл1 и Кл2 соответственно.
Синусоидальный сигнал с выхода колебательного контура поступает па компаратор преобразующий входной сигнал в сигнал прямоугольной формы, по уровням совместимый с ТТЛ/КМОП логикой.
С выхода компаратора сигнал поступает на микроконтроллер, который осуществляет измерение частоты, все необходимые вычисления, формирование и вывод результатов на ЖКИ и передачу их на ЭВМ.
Кнопка Кн 1 позволяет произвести калибровку системы, то есть определить «центральную» частоту, соответствующую тому моменту, когда в маслопроводе нет частиц.
Тумблер Кн2 позволяет выбрать режим работы: «Fe» - подсчет только ферромагнитных частиц, «Сu» - подсчет только диамагнитных частиц. «Авто» - автоматическое переключение режимов.
Термодатчик используется для измерения температуры внутри маслопровода с целью программной компенсации измерений.
Драйвер интерфейса RS-232 осуществляет согласование логических уровней этого интерфейса, используемых в ЭВМ, с логическими уровнями микроконтроллера.
ЭВМ в данной системе является опциональным элементом и служит для обработки статистической информации.
Предлагаемая полезная модель позволяет, по сравнению с существующим, повысить чувствительность и точность контроля износа пар трения, изготовленных из ферромагнитных и цветных металлов, исключить влияние температуры смазочного материала и может быть использована как для трибодиагностики двигателей внутреннего сгорания, так и для диагностики газоперекачивающих агрегатов, турбин, редукторов, компрессоров, гидравлических систем, а также отдельных деталей и узлов этого и другого оборудования. Это позволит своевременно получить информацию о возникновении износных отказов и предупреждать аварийные ситуации; максимально использовать ресурс работы, заложенный в машину, удлинить межремонтные сроки и контролировать качество проведения ремонта, что в конечном счете, приводит к сокращению затрат времени и труда, а также к уменьшению расхода запасных частей; научно-обоснованно назначать сроки замены масла в системе смазки машин, подобрать оптимальный смазочный материал для конкретных пар трения; повысить качество и культуру обслуживания.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N655342 G01N 3/56, 1979.
2. Свидетельство на полезную модель РФ №4378 G01N 3/56, 1996.
Устройство для контроля износа пар трения, включающее стакан из немагнитного материала с охватывающей его индуктивной катушкой и регистрирующий прибор, согласно заявлению на полезную модель с целью определения ферромагнитных и диамагнитных частиц металла, катушка выполнена в виде колебательного контура, частота которого обратно пропорциональна индуктивности катушки, емкости параллельно включенного конденсатора и напряжению питания самого контура, а термодатчик, установленный в стакан из немагнитного материала, используется для измерения температуры внутри маслопровода с целью программной компенсации измерений.
