DE2817625A1

DE2817625A1 - PROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR DETERMINING FAULTS OR DAMAGE TO MOVING MACHINE PARTS, ESPECIALLY IN WAREHOUSES

Info

Publication number: DE2817625A1
Application number: DE19782817625
Authority: DE
Inventors: Petrus Johannes Antonius Groot; Marcel Schouten; Karel Nathalis Vermeiren
Original assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Current assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1978-10-26
Also published as: GB1603190A; IT7819760A0; FR2388274B1; SE7804165L; DE2817625C2; SE438047C; JPS53132394A; FR2388274A1; SE438047B; NL7704347A; IT1112653B

Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. W.Beyer
Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.JochemPatent attorneys
Dipl.-Ing. W.Beyer
Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem

Staufenstr. 36 6ooo Frankfürt/Main 1Staufenstrasse 36 6,000 Frankfürt / Main 1

In Sachen :In matters :

SKF Industrial Trading & Development
Company B.V.
P1attenburge rwe g
Nieuwegein/NiederlandeSKF Industrial Trading & Development
Company BV
P1attenburge rwe g
Nieuwegein / Netherlands

Verfahren und Anordnung zur Ermittlung von Fehlern oder Schäden an beweglichen Maschinenteilen vor allem in Lagern.Procedure and arrangement for the detection of defects or damage to movable ones Machine parts mainly in warehouses.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Fehlern oder Schäden in beweglichen Maschinenteilen vor allem in Lagern unter Verwendung eines insbesondere piezoelektrischen Abtasters zur Umwandlung der von den Fehlern bzw. Schaden hervorgerufenen Erschütterungen in elektrische Signale sowie eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for determining defects or damage in moving machine parts especially in bearings using a particularly piezoelectric scanner to convert the errors or damage caused vibrations in electrical Signals and an arrangement for carrying out such a method.

Bei einem bekannten Verfahren der vorgenannten Art (US-PS 3 554 ol2) werden die von einem piezoelektrischen Abtaster gelieferten Störsignale über einen Hochpassfilter geleitet. Diese Kombination hat sich jedoch gegenüber der Notwendigkeit, unerwünschte Schwingungen soweit wie möglich bei der Ermittlung der Fehler bzw. Schäden auszuschließen, als sehr kritisch erwiesen. Außerdem benötigt das bekannte' Verfahren zu seiner Durchführung einen schnellarbeitenden Spitzenwertdetektor^In a known method of the aforementioned type (US Pat. No. 3,554 ol2), the sensors are measured by a piezoelectric scanner supplied interference signals passed through a high-pass filter. However, this combination has opposed the need to identify unwanted vibrations as much as possible to exclude errors or damage has proven to be very critical. In addition, the well-known 'method needs for his Implementation of a high-speed peak value detector ^

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der gegenüber Verunreinigungen äußerst empfindlich ist.which is extremely sensitive to contamination.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren bzw. eine Anordndung zu seiner Durchführung zu schaffen, die mit weniger kostenaufwendigen Komponenten als bei den bisher bekannten Verfahren bzw. Anordnungen auskommt.The object of the invention is to avoid these disadvantages and to provide a method or an arrangement for carrying it out to create that with less expensive components than in the previously known methods or arrangements gets by.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß die elektrischen Signale, gegebenenfalls nach Verstärkung, von einem Schwingungssignal überlagert werden, dessen Frequenz verschieden von der Eigenfrequenz des Abtasters ist, woraufhin die hierbei entstehende Summeηfrequenzschwingung herausgefiltert und die verbleibende Differenzfrequenzschwingung, gegebenenfalls nach weiterer Verstärkung, auf das Vorhandensein von den Fehlern bzw. Schädenentsprechenden Signalspitzen untersucht wird. Dabei wird die überlagerungsfrequenz zweckmäßig etwas höher als die Eigenfrequenz des Abtasters gehalten.The inventive method for solving this problem is characterized in that the electrical signals, possibly after amplification, from an oscillation signal are superimposed, the frequency of which is different from the natural frequency of the scanner, whereupon the resulting Filtered out sum frequency oscillation and the remaining frequency difference oscillation, if applicable after further amplification, examined for the presence of signal peaks corresponding to the errors or damage will. The superimposition frequency is useful here kept slightly higher than the natural frequency of the scanner.

Eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht dann erfindungsgemäß darin, daß der Ausgang des Abtasters mit dem einen Eingang eines Mischglieds oder Multiplikators verbunden ist, an dessen anderen Eingang ein Oszillator angeschlossen ist, und daß der Ausgang des Mischglieds bzw. Multiplikators über einen Tiefpassfilter zu einem Analysator geführt ist. Dabei ist der Oszillator zweckmäßig in der Frequenz verstellbar.According to the invention, an arrangement for carrying out this method is that the output of the scanner with one input of a mixer or multiplier is connected, at the other input an oscillator is connected, and that the output of the mixer or multiplier via a low-pass filter to an analyzer is led. The oscillator is expediently adjustable in frequency.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Analysator ein langsam arbeitender Spitzenwertdetektor mit daran angeschlossenem AnzeigeinstrumentIn a further advantageous embodiment of the invention, the analyzer is also a slowly operating peak value detector connected display instrument

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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen dem Abtaster und dem Mischglied bzw. Multiplikator ein Verstärker angeordnet ist.Another embodiment of the invention provides that between the scanner and the mixer or multiplier an amplifier is arranged.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Anordnung zu seiner Durchführung näher erläutert.The inventive method is based on an arrangement shown in the drawing to his Implementation explained in more detail.

In der Zeichnung ist mit 1 ein piezoelektrischer Abtaster als diejenige Komponente dargestellt, welche die von den Fehlern oder Schäden herrührenden Erschütterungen des zu untersuchenden Maschinenteils erfaßt. Diese Erschütterungen werden in elektrische Signale umgewandelt, die in einem Vorverstärker 2 verstärkt werden, woraufhin diese Signale einem Mischglied oder Multiplikator 3 zugeführt werden. Dem Mischglied bzw. dem Multiplikator 3 wird ferner eine Schwingung von einem einstellbaren Oszillator 4 zugeführt, deren Frequenz etwas höher als die Resonanzfrequenz des Abtasters 1 ist. In dem Mischglied bzw. Multiplikator 3 werden in bekannter Weise Signale mit der Differenzfrequenz f - f. und der Summenfrequenz f + f gebildet, wobei f und f_fc die Resonanzfrequenz des Oszillators 4 bzw. des Abtasters sind. Die beiden im Mischglied bzw. im Multiplikator erhaltenen Signale werden dann einem Tiefpaßfilter 5 zugeleitet, dessen Ausgang an einen Spitzenwertdetektor 6 angeschlossen ist. Die ermittelten Signale werden in einem an den Spitzenwertdetektor 6 angeschlossenen Anzeigeinstrument 7 wiedergegeben, von welchem die Größe der Fehler bzw. Schäden anschließend beurteilt oder gemessen werden können.In the drawing, 1 shows a piezoelectric scanner as that component which detects the vibrations of the machine part to be examined caused by the defects or damage. These vibrations are converted into electrical signals which are amplified in a preamplifier 2, whereupon these signals are fed to a mixer or multiplier 3. An oscillation from an adjustable oscillator 4, the frequency of which is somewhat higher than the resonance frequency of the scanner 1, is also fed to the mixing element or the multiplier 3. In the mixer or multiplier 3, signals with the difference frequency f-f and the sum frequency f + f are formed in a known manner, f and f _{fc being} the resonance frequency of the oscillator 4 or the sampler. The two signals obtained in the mixer or in the multiplier are then fed to a low-pass filter 5, the output of which is connected to a peak value detector 6. The signals determined are reproduced in a display instrument 7 connected to the peak value detector 6, from which the size of the faults or damage can then be assessed or measured.

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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Anordnung zu seiner Durchführung besteht darin, daß die Differenzfrequenz eine niedrige Frequenznit der Folge ist, daß geringere Anforderungen beispielsweise an den Analysator, d.h. dem Spitzenwertdetektor 6 und das Anzeigeinstrument 7, gestellt werden können. Dies ist nicht möglich, wenn im Hochfrequenzbereich gearbeitet wird. Ein umkomplizierter Tiefpassfilter diente zum separieren der Differenzfrequenz aus dem vom Mischglied bzw. dem Multiplikator 3 abgegebenen Signal. Die Amplitude der Differenz frequenz ist somit ein Maßstab für die Größe der Fehler oder Schaden in dem zu untersuchenden Maschinenteil wie insbesondere einem Lager.An advantage of the method and the arrangement for its implementation is that the difference frequency is a low frequency nit the result that less stringent requirements, for example, to the analyzer, ie the peak detector 6 and the display instrument 7 can be provided. This is not possible when working in the high frequency range. An uncomplicated low-pass filter was used to separate the difference frequency from the signal output by the mixer or the multiplier 3. The amplitude of the difference frequency is thus a measure of the size of the defect or damage in the machine part to be examined, such as a bearing in particular.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Resonanzfrequenz des Abtasters 1 nicht langer kritisch ist, da der Oszillator 4 auf jede gewünschte Frequenz eingestellt werden kann. Ferner ist die Anordnung wegen ihrer selektiven Natur äußerst unempfindlich gegenüber Interferenzsignalen, die von dem Abtaster oder dem Vorverstärker aufgenommen werden. Die Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darüber hinaus zuverlässiger, da ein langsam arbeitender Spitzenwertdetektor eingesetzt werden kann.Another advantage of the invention is that the resonance frequency of the scanner 1 is no longer critical, since the oscillator 4 can be set to any desired frequency. Furthermore, the arrangement is selective because of its Nature extremely insensitive to interference signals picked up by the sampler or the preamplifier will. The arrangement for carrying out the invention The method is also more reliable because a slow-working peak detector can be used.

PatentansprücheClaims

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Claims

Patent claims

1. Procedure for identifying defects or damage to movable Machine parts, especially in bearings, using a particularly piezoelectric scanner for conversion the vibrations caused by the errors or damage in electrical signals, characterized by that these signals, if necessary after amplification, are superimposed by an oscillation signal, whose frequency is different from the natural frequency of the scanner, whereupon the resulting sum frequency oscillation filtered out and the remaining frequency difference oscillation, if necessary after further amplification, is examined for the presence of the errors or damage corresponding signal peaks,

2. The method according to claim 1, characterized that the superposition frequency is slightly higher is held as the natural frequency of the sampler.

3. Arrangement for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that the output of the scanner (1) with one input of a mixer or multiplier (3) is connected, to the other input of which an oscillator (4) is connected, and that the output of the mixer or multiplier (3) is fed to an analyzer (6, 7) via a low-pass filter (5).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the oscillator (4) is frequenzverstelibar.

5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that that the analyzer of a slowly working tip detector (6) and one connected to it

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Indicating instrument (7) is formed.

6. Arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that between the scanner (1) and an amplifier (2) is arranged in the mixer or multiplier (3).

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