Устройство диагностирования передаточных механизмов
Устройство диагностирования передаточных механизмов предназначено для диагностирования редукторов и других передаточных механизмов. Устройство позволяет контролировать полную кинематическую цепь передаточного механизма при помощи одного датчика перемещения, установленного на одном из звеньев кинематической цепи. Для решения этой задачи выход датчика перемещения и выход генератора импульсного сигнала постоянной частоты подключают ко входам вычислительного блока. Вычислительный блок вычисляет функцию отклонения реального перемещения выходного звена от идеального, в полученной функции выделяет спектральные составляющие, соответствующие частотам вращения кинематических звеньев передаточного механизма и вычисляет величины этих составляющих. Частоты гармонических составляющих указывают на дефектные кинематические звенья, а амплитуды - на величины дефектов.
Полезная модель относится к устройствам контроля и диагностирования редукторов, коробок передач и иных передаточных механизмов автомобильной, судовой, авиационной и другой техники.
Из предшествующего уровня техники известен способ диагностирования валов роторных машин, передающих крутильные нагрузки (Патент RU 2239803, МПК G01L 1/22, G01H 9/00). Для осуществления диагностирования на валу устанавливаются два импульсных датчика углового положения вала, фиксирующих его крутильные колебания. В процессе вращения ненагруженного вала производят синхронизацию сигналов от этих датчиков по фазе измеряемых крутильных колебаний. При работе нагруженного вала фиксируют сдвиги импульсов сигналов крутильных колебаний в двух сечениях вала, расположенных на расстоянии друг от друга, и по разности значений этих сдвигов определяют угловые деформации, вызванные колебаниями крутящего момента в линии привода машины. Для уточнения измерений моментных нагрузок холостого хода вначале измеряют сдвиг импульсов. Данный способ имеет недостатки, заключающиеся в том, что для проведения измерений требуется установка двух точных импульсных датчиков углового положения вала и необходима предварительная калибровка при работе механизма на холостом ходу.
Также известен способ диагностирования зубчатых редукторов (RU 2035714, МПК G01M 15/00) заключающийся в том, что производят серийные измерения случайной составляющей диагностического параметра, формируют однородный статистический массив указанных диагностических параметров, строят гистограмму распределения диагностических параметров и по форме гистограммы диагностируют каждую пару сопряженных зубчатых колес, а в качестве диагностического параметра измеряют случайную составляющую интервала времени между полным оборотом ведущего и ведомого сопряженных зубчатых колес.
Однако в известном способе проведение диагностирования усложняется, так как требуется устанавливать измерительные датчики на каждый вал проверяемого редуктора, кроме того результаты измерения отображают техническое состояние механизма косвенно и требуют дополнительной интерпретации.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства диагностирования расширенной области применения, упрощение и повышение достоверности процесса диагностирования. Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство диагностирования передаточных механизмов содержит датчик перемещения, установленный на одном из звеньев передаточного механизма и электронный генератор импульсного опорного сигнала постоянной частоты, присоединенные к имеющему два входа вычислительному блоку, подсчитывающему разность между количеством импульсов, поступивших с датчика перемещения и электронного источника импульсного опорного сигнала, как функцию от величины перемещения звена передаточного механизма, на которое установлен датчик перемещения, причем, при помощи спектрального анализа данной функции выделяются диагностические признаки, используемые для заключения о степени работоспособности механизма.
Техническим результатом является получение при помощи одного датчика перемещения, установленного на одном из звеньев кинематической цепи, диагностических признаков, характеризующих полную кинематическую цепь передаточного механизма. На фигуре изображена функциональная схема устройства диагностирования передаточных механизмов, установленного на передаточный механизм. Функциональная схема включает в себя передаточный механизм, состоящий из корпуса 1, входного кинематического звена 2, возможно, нескольких промежуточных кинематических звеньев 3 и выходного кинематического звена 4. На валу выходного звена 4 установлен датчик перемещения 5. Выход датчика перемещения 5 присоединен ко входу вычислительного блока 6. К другому входу вычислительного блока 6 присоединен выход генератора импульсного опорного опорного сигнала 7.
Устройство работает следующим образом. Вращение вала входного звена 2 через промежуточные звенья 3 передается на выходное звено 4, на котором установлен датчик перемещения 5. Передаточное отношение идеального механизма является величиной постоянной и не зависит от угла поворота. В реальном механизме из-за неидеальности кинематических звеньев, например отклонения формы зубчатых колес от окружности, погрешности шага зубьев зубчатых колес и др., передаточное отношение будет периодически изменяться в зависимости от положения кинематических звеньев. При этом относительные частоты изменения передаточного отношения механизма будут зависеть от передаточных отношений между промежуточными звеньями 3 и выходным звеном 4, на которое установлен датчик перемещения 5. Сигнал на выходе датчика перемещения 5 соответствует реальному перемещению выходного звена, а сигнал генератора импульсного опорного сигнала 7 соответствует идеальному перемещению выходного звена с постоянной скоростью. Вычислительный блок 6 вычисляет функцию отклонения реального перемещения выходного звена 4 от идеального, в полученной функции выделяет спектральные составляющие, соответствующие частотам вращения кинематических звеньев передаточного механизма и вычисляет величины этих составляющих. Далее величины этих спектральных составляющих сравниваются с установленным допуском и принимается решение о степени работоспособности передаточного механизма.
Устройство диагностирования передаточных механизмов, включающее датчик перемещения, установленный на одном из звеньев передаточного механизма, и электронный генератор импульсного опорного сигнала постоянной частоты, присоединенные к имеющему два входа вычислительному блоку, подсчитывающему разность между количеством импульсов, поступивших с датчика перемещения и электронного источника импульсного опорного сигнала, как функцию от величины перемещения звена передаточного механизма, на которое установлен датчик перемещения, причем при помощи спектрального анализа данной функции выделяются диагностические признаки, используемые для заключения о степени работоспособности механизма.
