RU2602488C1 - Method for contact-free determination of technical state of gear wheels and device for its implementation - Google Patents
Method for contact-free determination of technical state of gear wheels and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602488C1 RU2602488C1 RU2015127520/28A RU2015127520A RU2602488C1 RU 2602488 C1 RU2602488 C1 RU 2602488C1 RU 2015127520/28 A RU2015127520/28 A RU 2015127520/28A RU 2015127520 A RU2015127520 A RU 2015127520A RU 2602488 C1 RU2602488 C1 RU 2602488C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- output
- input
- gear wheel
- duration
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Способ бесконтактного определения технического состояния зубчатых колес и устройство для его реализацииThe method of non-contact determination of the technical condition of gears and a device for its implementation
Предлагаемое изобретение предназначено для контроля технического состояния зубчатых колес и может быть использовано для диагностики рабочего состояния редукторных систем в процессе их эксплуатации.The present invention is intended to control the technical condition of gears and can be used to diagnose the operating condition of gear systems during their operation.
Известен способ определения технического состояния редуктора (патент №2257560, опубликованный 27.07.2005, Бюл. 21). Данный способ основан на прикладывании крутящего и нагружающего моментов к валам испытуемого редуктора. По величинам электрических параметров электродвигателя, приводящего редуктор в движение, вычисляют нагрузочный момент электродвигателя на входе редуктора. По величинам электрических параметров электрогенератора соединенного с выходным валом испытываемого редуктора, вычисляют нагрузочный момент генератора на выходе редуктора, после этого вычисляют КПД редуктора как отношение вычисленных нагрузочных моментов генератора и электродвигателя. Сравнивая, получаемые данные с эталонными, судят о техническом состоянии редуктора.A known method for determining the technical condition of the gearbox (patent No. 2257560, published July 27, 2005, Bull. 21). This method is based on applying torque and loading moments to the shafts of the gearbox under test. Using the electrical parameters of the electric motor driving the gearbox, the load moment of the electric motor at the gearbox input is calculated. Using the values of the electrical parameters of the generator connected to the output shaft of the tested gearbox, calculate the load moment of the generator at the output of the gearbox, then calculate the efficiency of the gearbox as the ratio of the calculated load moments of the generator and the motor. Comparing the data obtained with the reference, judge the technical condition of the gearbox.
В результате анализа данного решения было выявлено несколько недостатков. В соответствии с данным способом оценка степени износа зубчатого колеса производится по косвенным признакам без конкретизации точного места и степени износа. Кроме этого, операции данного способа не предусматривают возможности диагностики зубчатых колес редуктора в процессе его эксплуатации, требуют разборки механизма и, соответственно, увеличения временных затрат на диагностику.As a result of the analysis of this solution, several shortcomings were identified. In accordance with this method, the assessment of the degree of wear of the gear wheel is made by indirect signs without specifying the exact location and degree of wear. In addition, the operations of this method do not provide for the possibility of diagnosing the gear wheels of the gearbox during its operation, they require disassembling the mechanism and, accordingly, increasing the time required for diagnostics.
Известен способ контроля степени износа зубчатых колес (патент №2337340 опубликованный 27.10.2008, Бюл. 30). Данный способ исследования степени износа зубчатых колес основан на измерении параметров акустических сигналов на корпусе вращающегося подшипника или поверхности одного из не вращающихся колец подшипника, который установлен на валу с диагностируемой шестерней. Определяют в заданной полосе частот от 30 кГц до 300 кГц значения выброса максимальных амплитуд сигналов акустической эмиссии, следующих последовательно за время не менее одного оборота колеса зубчатой передачи. На основании установленного интервала времени между выбросами максимальных неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии и времени длительности выброса максимальных сигналов акустической эмиссии рассчитывают по приведенным в описании формулам размер дефекта и его местоположение. О техническом состоянии зубчатой передачи судят путем сравнивания определенного диагностикой размера дефекта с допустимым размером дефекта, исходя из технических и эксплуатационных характеристик зубчатой передачи за время не менее одного оборота. Операции известного способа реализуется с помощью стандартного акустоэмиссионного прибора.A known method of controlling the degree of wear of gears (patent No. 2333340 published October 27, 2008, Bull. 30). This method of studying the degree of wear of gears is based on measuring the parameters of acoustic signals on the housing of a rotating bearing or on the surface of one of the non-rotating rings of the bearing, which is mounted on a shaft with a diagnosed gear. In a given frequency band from 30 kHz to 300 kHz, the values of the emission of the maximum amplitudes of the acoustic emission signals that follow sequentially for at least one revolution of the gear wheel are determined. Based on the established time interval between the emissions of the maximum time-continuous acoustic emission signals and the duration of the emission duration of the maximum acoustic emission signals, the size of the defect and its location are calculated using the formulas given in the description. The technical condition of the gear is judged by comparing the defect size determined by the diagnostics with the allowable defect size, based on the technical and operational characteristics of the gear for at least one revolution. The operation of the known method is implemented using a standard acoustic emission device.
К недостаткам известного способа следует отнести тот факт, что для контроля степени износа зубчатого колеса необходимо присутствие оператора при каждой операции контроля зубчатой передачи, что уменьшает его производительность.The disadvantages of this method include the fact that to control the degree of wear of the gear wheel requires the presence of the operator during each operation of the control gear, which reduces its performance.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ контроля деформационного состояния лопаток турбин (Данилин А.И. Диагностика и контроль рабочего состояния лопаток паровых турбин [Текст] / А.И. Данилин, С.И. Адамов, А.Ж. Чернявский, // Электрические станции. - 2007. -№7. с. 19-25.) заключающийся в том, что в корпусе турбоагрегата устанавливают неподвижный бесконтактный (периферийный) датчик над траекторией движения торцов лопаток, позволяющий регистрировать окружный шаг лопаток, на роторе турбоагрегата устанавливают оборотную метку, а на неподвижной части корпуса бесконтактный (оборотный) датчик, взаимодействующий с оборотной меткой и позволяющий регистрировать период вращения ротора турбомашины. С помощью периферийного датчика регистрируют электрические импульсы, соответствующие его взаимодействию с торцами лопаток. Определяют временные интервалы между импульсами τi, соответствующие окружному шагу между торцами лопаток. За N оборотов ротора определяют максимальные и минимальные значения указанных интервалов. Из полученных значений определяют усредненные временные интервалы τsi.Closest to the technical nature of the present invention is a method for monitoring the deformation state of turbine blades (Danilin AI Diagnostics and control of the working condition of steam turbine blades [Text] / AI Danilin, SI Adamov, A.Zh. Chernyavsky , // Power plants. - 2007. - No. 7. pp. 19-25.) Consisting in the fact that in the turbine unit housing a fixed non-contact (peripheral) sensor is installed above the path of motion of the ends of the blades, which allows registering the circumferential pitch of the blades on the rotor of the turbine unit installed ayut reverse tag and the fixed housing part contactless (negotiable) sensor, which interacts with the back of the label and allowing to detect the rotation period of the rotor of the turbomachine. Using a peripheral sensor, electrical impulses are recorded corresponding to its interaction with the ends of the blades. Determine the time intervals between pulses τ i corresponding to the circumferential pitch between the ends of the blades. For N revolutions of the rotor determine the maximum and minimum values of these intervals. From the obtained values determine the averaged time intervals τ si .
Определяют средний период вращения ротора Ts за N оборотов, затем путем деления среднего периода вращения ротора на количество лопаток К в колесе получают средний окружный шаг лопаток τs по колесу за N оборотов ротора. Далее, определенные таким образом интервалы τsi и τs, сравнивают между собой. По степени различия этих величин судят о наличии или отсутствии дефекта в одной или нескольких лопатках.The average rotor rotation period T s for N revolutions is determined, then by dividing the average rotor rotation period by the number of blades K in the wheel, the average circumferential pitch of the blades τ s on the wheel for N rotor revolutions is obtained. Further, the intervals τ si and τ s so determined are compared with each other. By the degree of difference between these values, one judges the presence or absence of a defect in one or more blades.
Известный способ осуществляется устройством на основе сигнализатора предаварийных деформаций лопаток (СПДЛ) (патент №2177145 опубликованный 20.12.2001 Бюл. 35), содержащий периферийный бесконтактный датчик, формирователь прямоугольных импульсов периферийного датчика, генератор тактовых импульсов, схему сравнения, блок управления, сумматор цифровых кодов, делитель суммарного кода на фиксированное число, блок вычисления разности, формирователь предаварийного кода.The known method is carried out by a device based on a signaling device for pre-accidental deformation of blades (SPDL) (patent No. 2177145 published December 20, 2001 Bull. 35), comprising a peripheral proximity sensor, a rectangular pulse generator of a peripheral sensor, a clock pulse generator, a comparison circuit, a control unit, a digital code adder , a divider of the total code by a fixed number, a difference calculation unit, a pre-emergency code generator.
Недостатком известного способа и устройства его реализующего являются узкие функциональные возможности, ограниченные контролем деформационного состояния лопаток турбин и не позволяющие контролировать рабочие параметры зубчатых колес редукторных систем.The disadvantage of this method and device that implements it is the narrow functionality, limited by the control of the deformation state of the turbine blades and not allowing to control the operating parameters of gear wheels of gear systems.
В основу изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей способа и устройства для его реализации посредством оценки изменения параметров информационных импульсов взаимодействия периферийного датчика с рабочими элементами контролируемого зубчатого колеса.The basis of the invention is the task of expanding the functionality of the method and device for its implementation by evaluating changes in the parameters of the information pulses of the interaction of the peripheral sensor with the working elements of the controlled gear.
Способ бесконтактного определения технического состояния зубчатых колес, заключающийся в том, что на неподвижной части корпуса редуктора устанавливают неподвижный бесконтактный оборотный датчик, на диске или вале зубчатого колеса устанавливают возбудитель, регистрируют электрические импульсы, полученные в результате взаимодействия возбудителя оборотной метки с оборотным датчиком, измеряют временные интервалы между оборотными импульсами, получают информацию о периоде вращения зубчатого колеса, на неподвижной части корпуса редуктора устанавливают неподвижный бесконтактный периферийный датчик согласно изобретению периферийный датчик выполняют в виде волноводного датчика с диэлектрическим заполнением, возбуждают и формируют в волноводном датчике электромагнитный поток излучения, с длиной волны в несколько раз меньшей размеров контролируемого зубца затем сформированный поток излучения направляют перпендикулярно оси вращающегося зубчатого колеса на контролируемые зубцы, принимают отраженный от них поток излучения, выделяют информационные сигналы; измеряют амплитуду и длительность полученных информационных сигналов, определяют отношения измеренных длительностей информационных сигналов к периоду вращения зубчатого колеса и получают их относительные временные оценки, сравнивают найденные текущие значения амплитуд и относительные значения длительностей информационных сигналов с соответствующими опорными величинами, полученными в начале эксплуатации зубчатого колеса и по результатам сравнения судят о степени износа зубчатого колеса.The method of non-contact determination of the technical condition of the gears, namely, that a fixed non-contact revolving sensor is installed on the fixed part of the gear case, an exciter is installed on the disk or shaft of the gear wheel, electrical impulses obtained as a result of the interaction of the revolving mark exciter with the revolving sensor are measured, time intervals between revolving pulses, receive information about the period of rotation of the gear wheel, on the fixed part of the housing according to the invention, the peripheral sensor is made in the form of a waveguide sensor with dielectric filling, an electromagnetic radiation stream is excited and formed in the waveguide sensor, with a wavelength several times smaller than the controlled tooth, then the generated radiation stream is directed perpendicular to the axis of the rotating gear controlled teeth, receive the radiation flux reflected from them, emit information signals; measure the amplitude and duration of the received information signals, determine the ratio of the measured durations of the information signals to the period of rotation of the gear wheel and obtain their relative time estimates, compare the found current values of the amplitudes and relative values of the durations of the information signals with the corresponding reference values obtained at the beginning of operation of the gear and the comparison results judge the degree of wear of the gear.
Бесконтактное определение технического состояния зубчатых колес по предложенному способу осуществляется следующим образом.Contactless determination of the technical condition of gears by the proposed method is as follows.
Устанавливают на неподвижной части корпуса редуктора неподвижный бесконтактный оборотный датчик, на диске или вале зубчатого колеса устанавливают возбудитель, например штырь, регистрируют электрические импульсы, полученные в результате взаимодействия возбудителя оборотной метки с оборотным датчиком, измеряют временные интервалы между оборотными импульсами, получают информацию о периоде вращения зубчатого колеса. На неподвижной части корпуса редуктора устанавливают неподвижный бесконтактный периферийный датчик, выполненный в виде круглого волновода с диэлектрическим заполнением. Возбуждают и формируют с помощью генератора ЭМ колебаний СВЧ диапазона электромагнитный поток излучения, с длиной волны в несколько раз (например в 10 раз) меньшей размеров контролируемого зубца, известно, что поверхность обладает зеркальным отражением в случае, если длина волны падающего на нее излучения в восемь раз больше высоты микронеровностей, и отражает падающий на нее поток абсолютно диффузно в случае, если длина волны равна или меньше микронеровностей и их расположение хаотично (Данилин А.И. Бесконтактные измерения деформационных параметров лопаток в системах контроля и управления турбоагрегатами. Самара, Издательство Самарского научного центра РАН, 2008 с. 81), сформированный поток излучения с помощью циркулятора направляется в волноводный датчик, затем, с помощью волноводной системы датчика направляют сформированный поток излучения на контролируемые зубцы перпендикулярно оси вращения зубчатого колеса. Принимают с помощью этого же волноводного датчика часть отраженного от контролируемых зубцов электромагнитного потока и с помощью циркулятора направляют его на амплитудный детектор. С помощью амплитудного детектора выделяют информационный сигнал. Измеряют амплитуду и длительность полученных информационных сигналов, определяют отношения измеренных длительностей информационных сигналов к периоду вращения зубчатого колеса и получают их относительные временные оценки. Сравнивают найденные текущие значения амплитуд и относительные значения длительностей информационных сигналов с соответствующими опорными (базовыми) величинами, полученными в начале эксплуатации зубчатого колеса и по результатам сравнения судят о степени износа зубчатого колеса.A fixed non-contact revolving sensor is installed on the fixed part of the gear case, an exciter, for example a pin, is mounted on the disk or shaft of the gear wheel, electrical impulses obtained as a result of interaction of the revolving mark exciter with the revolving sensor are measured, time intervals between revolving pulses are measured, information about the rotation period is obtained gear wheels. On the fixed part of the gearbox housing, a fixed non-contact peripheral sensor is installed, made in the form of a circular waveguide with dielectric filling. An electromagnetic radiation flux with a wavelength several times (for example, 10 times) smaller than the size of the controlled tooth is excited and formed using the EM oscillator of the microwave range with the help of an EM oscillation generator; it is known that the surface has a mirror reflection if the wavelength of the radiation incident on it is eight times greater than the height of microroughnesses, and reflects the incident flux onto it absolutely diffusely if the wavelength is equal to or less than microroughnesses and their location is chaotic (Danilin A.I. Contactless measurements are deformation x parameters of the blades in the monitoring and control systems of turbine units. Samara, Publishing House of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2008, p. 81), the generated radiation flux is sent to the waveguide sensor using a circulator, then, using the waveguide sensor system, the generated radiation flux is directed perpendicularly to the controlled teeth the axis of rotation of the gear. Using the same waveguide sensor, a part of the electromagnetic flux reflected from the monitored teeth is received and, with the help of a circulator, it is directed to an amplitude detector. Using an amplitude detector, an information signal is extracted. The amplitude and duration of the received information signals are measured, the ratio of the measured durations of the information signals to the period of rotation of the gear wheel is determined, and their relative time estimates are obtained. The found current values of the amplitudes and relative values of the durations of the information signals are compared with the corresponding reference (base) values obtained at the beginning of the operation of the gear wheel and the degree of wear of the gear wheel is judged by the results of the comparison.
Для реализации способа бесконтактного определения технического состояния зубчатых колес в известное устройство, содержащее периферийный бесконтактный датчик, генератор тактовых импульсов, дополнительно введены круглый волновод, заполненный диэлектриком, генератор электрических колебаний СВЧ диапазона, циркулятор, первое плечо циркулятора соединено с выходом генератора, второе плечо циркулятора соединено с круглым волноводом, амплитудный детектор, выполненный на СВЧ диоде, вход детектора подключен к третьему плечу циркулятора, формирователь прямоугольных импульсов периферийного датчика, выход детектора соединен с формирователем прямоугольных импульсов периферийного датчика, возбудитель оборотной метки, оборотный бесконтактный датчик, формирователь прямоугольных импульсов оборотного бесконтактного датчика, микроконтроллер, включающий в себя генератор тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), счетчик тактовых импульсов определения длительности информационных импульсов и счетчик тактовых импульсов определения периода вращения зубчатого колеса, ячейки внутренней памяти разбитые на три области памяти: первая область памяти предназначена для запоминания данных с АЦП, а вторая и третья области памяти предназначены для запоминания данных, соответственно, со счетчиков тактовых импульсов длительности и периода, вход микроконтроллера, соответствующий информационному входу АЦП, соединен с выходом амплитудного детектора, а вход микроконтроллера, соответствующий управляющему входу АЦП, соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов периферийного датчика, выход оборотного бесконтактного датчика соединен со входом формирователя прямоугольных импульсов оборотного датчика, входы микроконтроллера, соответствующие управляющим счетным входам счетчиков длительности и периода, соединены соответственно с выходами формирователей прямоугольных импульсов периферийного и оборотного датчиков, а тактовые входы счетчиков длительности и периода соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выход АЦП подключен к входным разрядам первой области памяти, выходы счетчиков тактовых импульсов определения длительности и периода подключены, соответственно, к входным разрядам второй и третьей областей памяти, выходные разряды трех областей памяти объединены в выходную шину, являющуюся информационным цифровым выходом микроконтроллера, который подключается к соответствующему входу персонального компьютера (ПК).To implement the method of non-contact determination of the technical condition of the gears, a circular waveguide filled with a dielectric, an microwave oscillator, a circulator, the first arm of the circulator is connected to the output of the generator, the second arm of the circulator is connected to a known device containing a peripheral contactless sensor, a clock pulse generator with a round waveguide, an amplitude detector made on a microwave diode, the input of the detector is connected to the third arm of the circulator, peripheral sensor rectangular pulse generator, detector output connected to a peripheral sensor rectangular pulse generator, reverse tag exciter, non-contact proximity sensor, reverse proximity sensor rectangular pulse generator, microcontroller including a clock generator, analog-to-digital converter (ADC), clock counter pulses for determining the duration of information pulses and a clock pulse counter for determining the period of rotation of the gear wheels, internal memory cells are divided into three areas of memory: the first area of memory is used to store data from the ADC, and the second and third areas of memory are used to store data, respectively, from the counters of clock pulses of duration and period, the input of the microcontroller corresponding to the information input of the ADC, connected to the output of the amplitude detector, and the input of the microcontroller corresponding to the control input of the ADC, connected to the output of the rectangular pulse shaper of the peripheral sensor, the output of of a non-contact sensor is connected to the input of the generator of rectangular pulses of the reverse sensor, the inputs of the microcontroller corresponding to the control counting inputs of the counters of duration and period are connected respectively to the outputs of the generators of rectangular pulses of the peripheral and reverse sensors, and the clock inputs of the meters of duration and period are connected to the output of the generator of clock pulses, the ADC output is connected to the input bits of the first memory area, the outputs of the clock counters determine d Duration and period are connected, respectively, to the input bits of the second and third memory areas, the output bits of the three memory areas are combined in the output bus, which is the information digital output of the microcontroller, which is connected to the corresponding input of a personal computer (PC).
Предлагаемое техническое решение обладает новизной, т.к. авторам не известны признаки, фигурирующие в предлагаемом изобретении в качестве отличительных.The proposed technical solution is new, because the authors are not aware of the features appearing in the present invention as distinctive.
Расширение функциональных возможностей способа и устройства его реализующего достигается посредством определения динамики изменения амплитуды и длительности информационных импульсов, полученных при взаимодействии каждого зубца шестерни с бесконтактным импульсным датчиком и изменением алгоритма обработки получаемой информации.The expansion of the functionality of the method and device that implements it is achieved by determining the dynamics of the amplitude and duration of the information pulses obtained by the interaction of each gear tooth with a contactless pulse sensor and changing the algorithm for processing the information received.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу устройства.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a block diagram of a device; in FIG. 2 - diagrams explaining the operation of the device.
Устройство для диагностики рабочего состояния зубчатого колеса (фиг. 1) содержит периферийный бесконтактный датчик 1, выполненный например, на основе круглого волновода - волноводный датчик, заполненного диэлектриком. Циркулятор 2, (Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. -М.,: :Высшая школа, 1970 с. 293), к первому плечу которого, подключен выход генератора 3 электромагнитных колебаний СВЧ диапазона, выход волноводного датчика подключен ко второму плечу циркулятора, третье плечо циркулятора соединяется со входом амплитудного детектора 4, выход детектора подключен к формирователю 5 прямоугольных импульсов периферийного датчика, выполненному на компараторе, опорный уровень которого устанавливается, например, на уровне 0,7Umax (см. фиг. 2), выход бесконтактного оборотного датчика 6 соединен со входом формирователя 7 прямоугольных импульсов оборотного датчика, микроконтроллер 8, с необходимыми функциональными периферийными устройствами (см. фиг. 1), а именно: АЦП 9, счетчик 10 определения длительности информационных импульсов и счетчик 11 определения периода вращения зубчатого колеса, генератор тактовых импульсов 12, ячейки внутренней памяти 13, разбитые на области 14, 15, 16, вход микроконтроллера 8, соответствующий информационному входу АЦП 9, подключен к выходу амплитудного детектора 4, а вход микроконтроллера 8, соответствующий управляющему входу АЦП 9, соединен с выходом формирователя 5 прямоугольных импульсов периферийного датчика, выход оборотного бесконтактного датчика 6 соединен со входом формирователя 7 прямоугольных импульсов оборотного датчика, входы микроконтроллера 8, соответствующие управляющим счетным входам счетчиков 10 и 11, соединены соответственно с выходами формирователей 5 и 7 прямоугольных импульсов периферийного и оборотного датчиков, выход АЦП 9 соединен со входом области памяти 14, выход счетчика 10 соединен со входом области памяти 15, выход счетчика 11 соединен со входом области памяти 16, выходные разряды ячеек областей памяти 14, 15, 16 объединены в выходную шину, представляющую собой информационный цифровой выход микроконтроллера 8 (фиг. 1), ПК 17, соответствующий порт которого соединен с цифровым выходом микроконтроллера 8, ПК 17 является блоком, отображающим информацию о степени износа зубчатого колеса в виде удобном для пользователя.A device for diagnosing the working condition of the gear (Fig. 1) contains a
Устройство, реализующее предлагаемый способ бесконтактного определения технического состояния зубчатых колес (см. фиг. 1), работает следующим образом.A device that implements the proposed method of non-contact determination of the technical condition of gears (see Fig. 1), works as follows.
В неподвижной части корпуса редуктора (в соответствии с обозначениями, приведенными на фиг. 1) устанавливают бесконтактный волноводный датчик 1, выполненный на основе круглого волновода, таким образом, чтобы направляемое им зондирующее излучение было перпендикулярно оси вращающегося зубчатого колеса и попадало на его зубцы. Для реализации способа используется волноводный датчик с диэлектрическим заполнением, так как из-за агрессивности рабочей среды (высокая температура, брызги масла, масляный нагар) применение оптических или вихретоковых датчиков затруднительно вследствие засорения оптически активного окна и неустойчивости обмоток вихретоковых датчиков к высоким температурам. Волноводный датчик с заполнением внутреннего пространства диэлектриком способен работать при высоких температурах, и проведенные эксперименты показали, что масляный туман не вносит искажений в измерения при использовании электромагнитных колебаний СВЧ диапазона. Электромагнитный поток СВЧ диапазона, сформированный с помощью генератора 3, через плечи 1-2 циркулятора канализируется к волноводному датчику, с помощью которого направляется на контролируемый объект. Часть зондирующего потока излучения, отраженного от контролируемой поверхности зубчатого колеса, попадает на торец волноводного датчика 1 и с помощью циркулятора 2 через его 2-3 плечи направляется на амплитудный детектор 4, с помощью которого выделяют огибающую принятого СВЧ сигнала.In the fixed part of the gearbox housing (in accordance with the notation shown in Fig. 1), a
Далее, выделенная огибающая - суть информационный сигнал, поступает на вход формирователя 5 прямоугольных импульсов периферийного датчика, представляющего собой компаратор, и одновременно поступает на вход микроконтроллера 8, соответствующего информационному входу АЦП 9. При превышении входным сигналом порогового уровня Unop (см. фиг. 2 u4вых), например 0,7Umax, который определяется в начале эксплуатации путем усреднения максимальных амплитуд от всех зубьев, на выходе формирователя 5 прямоугольных импульсов периферийного датчика формируется высокий логический уровень (фиг. 2 u5вых), который поступает на вход микроконтроллера 8, соответствующего управляющему счетному входу счетчика 10 и разрешает его запуск, после этого тактовые импульсы, поступающие от внутреннего генератора 12 микроконтроллера 8, по тактовому входу счетчика 10 (фиг. 2 u12вых) начинают его инкрементацию (заполнение), высокий логический уровень формирователя 5 также поступает на управляющий вход микроконтроллера 8, соответствующего управляющему входу АЦП 9 и осуществляет его запуск. Часть пространства внутренней памяти 13 микроконтроллера 8 разбивается на области 14, 15, 16 памяти. Первая область памяти 14 отводится для запоминания данных с АЦП 9, вторая область памяти 15 отводится для запоминания данных со счетчика 10, третья область памяти 16 отводится для запоминания данных со счетчика 11. Во время, когда сформированный высокий логический уровень с формирователя 5 прямоугольных импульсов периферийного датчика устанавливается на управляющем входе АЦП 9, запускается АЦП 9, значения, полученные с АЦП 9, поступают в предназначенную для этого область памяти 14. Таким образом, получают информацию о текущей амплитуде информационного сигнала. В момент времени, когда величина информационного сигнала опустится ниже заданного порога (фиг. 2 u4вых), выход формирователя прямоугольных импульсов 5 (фиг. 1) перейдет в низкое состояние (фиг .2 u5вых), счетчик тактовых импульсов 10 заканчивает инкрементацию и на его выходе формируется цифровой код соответствующий количеству пришедших тактовых импульсов (фиг. 2 u10вых~N). Таким образом, получают информацию о текущей длительности импульса. После того, как на управляющем счетном входе счетчика тактовых импульсов 10 будет сформирован низкий логический уровень, информация о текущей длительности импульса так же переносится в область памяти 15. В это же время значения амплитуд из области памяти 15, полученные с АЦП 9, и информация о текущей длительности импульса из области памяти 15 поступают на ПК 17 через цифровой выход микроконтроллера 8.Further, the selected envelope is the information signal that is fed to the input of the
При взаимодействии установленного на диске зубчатого колеса возбудителя оборотной метки и, установленного на неподвижной части корпуса редуктора бесконтактного оборотного датчика 6, регистрируют знакопеременные электрические импульсы (фиг. 2 u6вых). Знакопеременные электрические импульсы поступают на вход формирователя 7 прямоугольных импульсов оборотного датчика, представляющего собой разновидность аналогового компаратора, который формирует прямоугольные импульсы (фиг. 2 u7вых). Далее, сформированные таким образом прямоугольные импульсы, поступают на управляющий счетный вход счетчика 11 микроконтроллера 8 (фиг.1 ). По переднему фронту пришедшего импульса запускается счетчик 11 тактовых импульсов, приходящих на тактовый вход от внутреннего генератора микроконтроллера 12. По приходу переднего фронта следующего импульса счетчик 11 останавливается и на его выходе формируется цифровой код соответствующий периоду вращения зубчатого колеса, который записывается в область памяти 16, после чего отправляются на ПК 17 через информационный цифровой выход микроконтроллера 8. В ПК 17 производится нормировка значений текущих длительностей информационных импульсов к текущему периоду вращения зубчатого колеса. Значения текущей амплитуды и текущих нормированных длительностей сравниваются с эталонными значениями, полученными в начале эксплуатации зубчатого колеса путем нахождения разности между ними. Результат сравнения в соответствии с установленным программным обеспечением, отображается на экране монитора или архивируется в базе данных.When interacting mounted on the disk of the gear wheel of the revolving mark exciter and mounted on the fixed part of the gear housing of the non-contact revolving
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015127520/28A RU2602488C1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Method for contact-free determination of technical state of gear wheels and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015127520/28A RU2602488C1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Method for contact-free determination of technical state of gear wheels and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2602488C1 true RU2602488C1 (en) | 2016-11-20 |
Family
ID=57760000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015127520/28A RU2602488C1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Method for contact-free determination of technical state of gear wheels and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2602488C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2678929C1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-02-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Gear wheels technical condition contact-free determination method and device for its implementation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU805097A1 (en) * | 1979-03-11 | 1981-02-15 | Институт Проблем Надежности Идолговечности Ah Белорусской Ccp | Method of gear-train diagnostics |
| RU2177145C1 (en) * | 2000-03-29 | 2001-12-20 | Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева | Device warning of preemergency deformation of blades of turbo-machine |
| RU2337340C1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-10-27 | Владимир Семенович Потапенко | Method of tooth gear diagnostics |
| CN202372346U (en) * | 2011-11-30 | 2012-08-08 | 淮安信息职业技术学院 | Experiment instrument for monitoring and diagnosing gear wheels |
-
2015
- 2015-07-08 RU RU2015127520/28A patent/RU2602488C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU805097A1 (en) * | 1979-03-11 | 1981-02-15 | Институт Проблем Надежности Идолговечности Ah Белорусской Ccp | Method of gear-train diagnostics |
| RU2177145C1 (en) * | 2000-03-29 | 2001-12-20 | Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева | Device warning of preemergency deformation of blades of turbo-machine |
| RU2337340C1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-10-27 | Владимир Семенович Потапенко | Method of tooth gear diagnostics |
| CN202372346U (en) * | 2011-11-30 | 2012-08-08 | 淮安信息职业技术学院 | Experiment instrument for monitoring and diagnosing gear wheels |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2678929C1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-02-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Gear wheels technical condition contact-free determination method and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7341428B2 (en) | Turbine blade for monitoring torsional blade vibration | |
| JP2824523B2 (en) | Method and apparatus for measuring fatigue of vibrating member | |
| US4049644A (en) | Device for measuring tip deflection of rotating blades | |
| Günther et al. | Measurement of radial expansion and tumbling motion of a high-speed rotor using an optical sensor system | |
| JP6532061B2 (en) | Optical measurement apparatus, optical measurement method and rotary machine | |
| CN108226560A (en) | A kind of method and device for obtaining motor slow-speed of revolution angular speed | |
| CN108827567A (en) | A kind of blade vibration monitoring experimental rig that sensor setting angle is continuously adjustable | |
| CN105203794A (en) | Electric generator rotation speed measuring system and method | |
| RU2602488C1 (en) | Method for contact-free determination of technical state of gear wheels and device for its implementation | |
| RU2700535C2 (en) | Method for helicopter rotors blades integrity control in coaxial arrangement scheme and device for implementation thereof | |
| RU2678929C1 (en) | Gear wheels technical condition contact-free determination method and device for its implementation | |
| RU2584723C1 (en) | Method of determining parameters of oscillations of blades of rotating wheel of turbine machine and device therefor | |
| RU2484439C1 (en) | Method of determining turbo machine blade vibration parameters and device to this end | |
| RU2337330C1 (en) | Method for spin and spin component amplitude measurement for rotodynamic machine blade oscillation, and device for implementation of method | |
| JP2020159820A (en) | Device and method for measuring vibration of rotary machine | |
| JP3129406B2 (en) | Wing vibration measurement device | |
| WO2001038885A1 (en) | Angular velocity monitor | |
| JP2000283891A (en) | Device for measuring rotation component of rotation axis and method for its measurement | |
| RU2267094C1 (en) | Method and device for operative diagnostics of mechanism | |
| Tribbiani et al. | A theoretical model for uncertainty sources identification in tip-timing measurement systems | |
| US6427537B1 (en) | Measuring equipment | |
| RU2341781C2 (en) | Method of measuring amplitude of oscillation of blades of turbo-machines and device to this end | |
| JP2008089409A (en) | Rotational speed detector | |
| Andrenelli et al. | Non-intrusive measurement of blade tip vibration in turbomachines | |
| Zimmer | Investigation of the impact of turbine blade geometry on near-field microwave blade tip time of arrival measurements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170709 |