Способ диагностирования зубчатых зацеплений механических передач

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ05 0 0 СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЗУБЧАТЫХ ЗАЦЕПЛЕНИЙ00 0 0 Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет 0 В 0 000 2 0 Авторы Антипенко Григорий Леонидович Антипенко Дмитрий Григорьевич Максименко Алексей Никифорович Моргалик Борис Маркович 003 0 000 0 0 Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет 0 В 0 00 . Способ диагностирования зубчатых зацеплений механических передач. включающий подведение к ведущему и ведомому зубчатым колесам соответственно крутящего момента и момента сопротивления. отличающийся тем. что задатчиком. связанным с ведущим колесом. генерируют высокочастотный опорный сигнал. измеряют интервалы времени прохождения зубьев ведомого колеса относительно неподвижного датчика. которые сравнивают за упомянутые интервалы времени по количеству импульсов вь 1 сокочастотного опорного сигнала. и при превыщении количества импульсов допустимого выдают сообщение о наличии дефекта зуба.2 . Способ по п 0 . отличающийся тем. что для определения принадлежности упомянутого дефекта одному из колес. подсчитывают количество импульсов опорного сигнала за интервал времени до повторного появления этого же дефекта и сравнивают его с заданным количеством импульсов. соответствующим полному обороту для каждого из колесИзобретение относится К способам контроля И диагностирования зубчатых зацеплений строительно-дорожнь 1 х мащин. судовых редукторов. коробок передач автомобилей. тракторов и др и ориентирован на распознавание единичных дефектов зубьев механических передачИзвестен способ диагностирования технического состояния трансмиссий транспортных средств. заключающийся в сравнении промежутков времени. за которые коленчатый вал двигателя соверщит определенное число оборотов при отключенной трансмиссии и при включенной той или иной передаче и вь 1 вещенном ведущем мостом 1 1 .Этот способ позволяет диагностировать трансмиссию в целом. поскольку на величину промежутка времени. в течение которого коленчатый вал двигателя совершает заданное число оборотов. влияет не только состояние зубчатых зацеплений. но и состояние подщипников. сцепления. щлицевь 1 х соединений. условий смазки и др Поэтому данный способ не позволяет судить о наличии дефектов зубчатых зацеплений трансмиссииИзвестен также способ диагностирования зубчатых редукторов. заключающийся в том. что в качестве диагностического параметра измеряют случайную составляющую интервала времени между полным оборотом ведущего и ведомого сопряженных зубчатых колес. получаемую с помощью оптических конечных выключателей. установленных на ведомых и ведущих колесах редуктора. формируют однородный статистический массив указанного диагностического параметра. строят гистограмму распределения и по ее форме делают вывод о состоянии каждой пары сопряженных зубчатых колес З 1 .Этот способ позволяет судить о наличии дефектов. вызывающих кинематическую неравномерность вращения зубчатых колес. однако не позволяет распознать местоположение дефекта Кроме того. достаточно сложен и трудоемок сам алгоритм определения дефектаИзвестны и другие способы и устройства для диагностирования трансмиссий Э 1. однако они не позволяют выявлять конкретные технические дефекты зубчатых зацеплений трансмиссий А недостаточная точность оценки технического состояния узлов трансмиссий обусловлена не только несовершенством способов диагностирования. но и громадным разнообразием конструкций и модификаций трансмиссий. высокой плотностью их компоновки и сложностью доступа к диагностическим местам Кроме того. известные диагностические способы и устройства не позволяют однозначно локализовать разнообразные по своей технической природе дефекты. определить их характер и уровень опасности для дальнейщей эксплуатации автомобиля или механизма без ремонта или регулирования. а также выявить и документально зафиксировать динамику развития дефектов данного конкретного автомобиля или механизма.Основная техническая проблема состоит в том. что известные относительно простые и Широко доступные способы и устройства для диагностирования технического состояния трансмиссий обычно узко специализированы по видам диагностируемых дефектов и мар ВУ 6802 Скам автомобилей. а универсальные диагностические стенды чрезмерно дороги. технически сложны в изготовлении и эксплуатации и трудно доступны для большинства пользователей В то же время. ужесточение требований К снижению стоимости и увеличению скорости диагностирования при одновременном повышении уровня сервисного обслуживания и обеспечения технической надежности техники и соответственно технической оснащенности центров диагностики и ремонта. требует относительно простых в изготовлении и использовании универсальных средств диагностики. пригодных для самых разнообразных марок автомобилей и другой техники и позволяющих не только дешево. быстро и точно выявлять наличие и характер дефектов. но и определять тенденции их развития и необходимость регулирования или ремонта отдельных узловЦелью изобретения является создание способа диагностирования и простой в изготовлении и эксплуатации информативной универсальной системы диагностики. позволяющей выполнить контроль технического состояния трансмиссий любых машин без их разборки при одновременной возможности однозначной локализации дефектов. точно определить их месторасположение. характер и уровень их опасности для дальнейшей эксплуатации. а также выявить и зафиксировать динамику развития дефектовЗадача на решение которой направлено изобретение. заключается в получении достоверной информации о наличии единичных дефектов зубьев зубчатых колес трансмиссии. их величине и месте расположения в кинематической цепи.Способ диагностирования зубчатых зацеплений механических передач. включающий подведение к ведущему и ведомому зубчатым колесам соответственно крутящего момента и момента сопротивления. отличающийся тем. что задатчиком. связанным с ведущим колесом. генерируют высокочастотный опорный сигнал. измеряют интервалы времени прохождения зубьев ведомого колеса относительно неподвижного датчика. которые сравнивают за упомянутые интервалы времени по количеству импульсов высокочастотного опорного сигнала и при превышении количества импульсов допустимого выдают сообщение о наличии дефекта зубаДля определения принадлежности упомянутого дефекта одному из колес. подсчить 1 вают количество импульсов опорного сигнала за интервал времени до повторного появления этого же дефекта и сравнивают его с заданным количеством импульсов. соответствующим полному обороту для каждого из колесТаким образом. наличие и величина единичного дефекта зуба определяется по увеличению длительности интервала времени прохождения зуба ведомого колеса относительно неподвижных датчиков. найденному по количеству импульсов высокочастотного опорного сигнала при сравнении их между собой и с допустимым значением. Подсчет импульсов опорного сигнала в каждом последующем импульсе ведомого колеса при наличии дефекта зуба например скола зуба) . выявит наличие импульса. ширина которого будет превышать остальные. поскольку при выборе углового зазора 5 см фиг. 1 ). ведущее колесо повернется на больший угол. чем ведомое. Разница между количеством импульсов опорного сигнала в ширине импульса ведомого колеса даст величину дефекта.Предлагаемый способ диагностирования зубчатых зацеплений механических передач поясняется чертежом На фиг. 1 изображена схема диагностирования зубчатых зацеплений механических передач. а на фиг. 2 схема выявления величины и местоположения дефектов зубьевДля диагностирования зубчатых зацеплений к ведущему колесу 1 . вращающемуся с угловой скоростью (рф. подведен крутящий момент Мд. а к ведомому 2 . вращающемуся с угловой скоростью (рд. момент сопротивления Мс С ведущим колесом 1 связан задатчик высокочастотного опорного сигнала. представляющий собой зубчатый венец 3 с числом зубьев. существенно превышающим число зубьев ведущего колеса 1 . например зубчатый венец маховика двигателя. и датчик 4 например индукционный). считывающий с ведущего вала колеса 1 ) высокочастотный опорный сигнал 6 . У зубчатого венца ведомого колеса2 установлен аналогичный датчик 5 . считывающий импульсы зубцовой Частоты 7 ведомого колеса 2 . Опорный сигнал 6 от ведущего вала колеса 1 ) и сигнал зубцовой Частоты 7 с ведомого колеса 2 поступает в электронный блок 8 для сопоставления их между собой.При определении наличия единичных дефектов зубьев. характеризуемых кинематической неравномерностью вращения. сопоставляются количества импульсов опорного сигнала 6 на каждом последующем зубе ведомого колеса 2 и сравниваются с допустимым количеством. характеризующим предельную величину единичного дефекта При превь 1 щении его выдается сообщение о наличии дефекта на блок индикации 9 .Принцип выявления единичных дефектов зубьев в зубчатом зацеплении при использовании предлагаемого способа диагностирования зубчатых передач поясняется на фиг. 2 . В электронный блок 8 поступает высокочастотный гармонический сигнал от датчика 4(фиг 1 ) опорный сигнал Е 1 на фиг 2 ) и гармонический сигнал зубцовой частоты от датчика 5 . связанного с ведомым колесом 2 . для удобства преобразованные в прямоугольные импульсы Г 2 фиг 2 ) В такте Т по переднему фронту импульса Г 2 запускается счетчикимпульсов опорного сигнала СЧ и останавливается по заверщении такта Т . В следующем такте Т 2 запускается другой счетчик СЧ 2 и по окончании такта счетчики сравниваются между собой и с заданным предельным отклонением числа импульсов опорного сигнала на каждом такте Т 1. заложенных в программе Если числа импульсов на счетчиках одинаковы. то первый счетчик обнуляется и вновь вступает в работу на такте ТЭ . Если на этом такте в зубчатом зацеплении имеется дефект зуба например скол 5 . фиг. 2 ) . то изменится мгновенное значение передаточного числа в зацеплении. а следовательно и длительность периода ТЭ сигнала зубцовой частоты по отнощению к опорному сигналу Следовательно. количество импульсов опорного сигнала в такте ТЭ будет больще. чем в такте Т 2. что и будет отражено счетчиком СЧ й Если количество импульсов счетчика СЧ 2 будет превыщать допустимое. выдается сообщение о дефекте на блок индикации 9 .Для определения местонахождения единичного дефекта при его появлении включается дополнительный счетчик импульсов СЧЭ . который останавливается при повторном появлении этого же дефекта По периоду обращения дефекта. определяемому по количеству импульсов опорного сигнала. устанавливается принадлежность его к ведущему или ведомому колесу зубчатой пары посредством сравнения его с количеством импульсов. соответствующих полному обороту для каждого из зубчатых колесПредложенный способ диагностирования зубчатых зацеплений механических передач позволяет в количественной форме. путем прямого измерения определить наличие единичных дефектов и их местоположение При этом не требуется дорогостоящей аппаратуры. а глубина и точность диагностирования определяется. в основном. не аппаратными. а программными средствами