Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«н748141 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1609.75 (21) 2172684/25-28 (51)М. (л.

G H 1/00 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1507,80, Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 200780 (5Ç) УДК 654.915 (088.8) (72) Авторы изобретения

М.В. Колмаков

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

ВИБРАЦИИ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для спектрального анализа периодических колебаний, в том числе вибраций и шума машин.

Известны способы спектрального анализа вибраций машин, основанные на магнитной запи и сигналов вибраций и хронирующей частоты на ленту с синхронизируемой от сигнала частоты оборотов машины скоростью перемещения, воспроизведения и анализе этих сигналов со стабилизацией частот сигнала вибраций при постоянной скорости перемецения ленты 13.

Известны такке способы спектрального анализа вибраций вращающихся машин, основанные на магнитной записи сигналов вибраций, частоты оборотов машины на ленту с постоянной скоростью перемещения, воспроизведении и анализе этих сигналов со стабилизацией частоты сигнала оборотов машины и соответственно частот сигнала вибраций при переменной скорости перемещения ленты (27 .

При этом в известных способах запись сигналов производят при непрерывном изменении во времени частоты оборотов машины, а анализ сигнала вибраций производят фильтром с фиксированной частотой настройки и полосой пропускания.

Недостаток этих способов состоит в неодинаковой динамической разрешающей способности анализа по диапазону частоты оборотов и кратных ей частот вибраций и относительно продолжительный анализ.

10 Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин, основанный на магнитной записи сигналов вибраций, )5 частоты оборотов машины, хронирующей частоты, воспроизведении и анализе этих сигналов со стабилизацией частоты сигнала оборотов машины, при котором запись сигналов производят при

20 непрерывном изменении во времени частоты оборотов машины (3) .

Кроме того, этот способ включает в себя измерение отношения частоты сигнала оборотов машины к сигналу

25 хронирующей частоты при воспроизведении для получения сигнала пропорционального частоте оборотов машины и кратных ей частот вибраций в про цессе записи. Анализ сигнала вибра30 !ций производится в нем также фильт748141

15 где и п )ъъ

20 ьс — (3)

ntl@ К ром с фиксированной частотой настройки и полосой пропускания.

Недостатком известного способа является относительно плохая динамическая разрешающая способность и продолжительное время анализа вследствие того, что при воспроизведении магнитной записи происходит непрерывное трансформирование времени процесса записи. Малое число периодов в анализируемом сигнале приводит к тому, что колебания в фильтре не успевалт установиться, а большое число периодов приводит.к излишней трате времени на анализ.

Целью изобретения является улучшение динамической разрешающей способности и сокращение времени анализа.

Укаэанная цель достигается тем, что частоту оборотов машины п изменяют во времени t по выражению где n — частота оборотов машины в о начальный момент времени

n — максимальная частота оборотов машины в момент времени с„„ ас=с-с,, ьс =с -с„

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для магнитной записи сигналов, на фиг. 2 — график изменения частоты оборотов машины во времени.

Устройство, реализующее способ, содержит машину 1 с установленным на ней датчиком 2 вибраций, соединенным со входом магнитофона 3.

Датчик 4 оборотов машины 1, связанный с валом машины 1, соединен с блоком 5 синхронизации скорости перемещения ленты магнитофона 3.

Генератор б сигнала хронирующей частоты присоединен к вспомогательному каналу магнитофона 3. Датчик

4 оборотов соединен также с модулятором 7, который также присоединен к вспомогательному каналу магнитофона 3. Устройство также снабжено блоком 8 управления частотой оборотов машины 1, соединенным с ней.

Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин осуществляют, производя запись сигнала вибрации1 магнитофоном 3 от датчика 2, установленного на машине 1. Запись сигнала постоянной хронирующей частоты производят от генератора б во вспомогательный канал магнитофона

3, в этот же канал записывают с модуляцией через модулятор 7 или прямо, если частотные диапазоны сигналов не перекрываются, сигнал датчика 4 оборотов машины 1. Приводят ленту магнитофона 3 в движение с синхронной скоростью с частотой оборотов машины 1 от датчика 4 оборотов через блок 5 синхронизации.

Процесс записи производят, например, начиная с минимально возможных оборотов машины п, при которых осуществляется синхронизация скорости ленты магнитофона 3 эа частотой оборотов машины 1, и заканчивают при максимальном значении ее частоты

Оборотов и„„ за время h t... причем промежуточные значения частоты оборотов п определяют по выражению частота оборотов машины в начальный момент времени максимальная частота оборотов машины в момент времени t с-с, (или по графику, где по оси абсцисс отложено время записи вибраций, а по оси ординат — частота оборотов маши.ны) и задают в функции времени k t с помощью блока 8 управления или вруч ную. В оборотов п.С. Увеличивают прогрессивно в

P раэ быстрее изменения времени д t

Зц где р= „ /и, - параметр изменения частоты оборотов машины.

В режиме свободного выбега для большинства машин выражение (1) выполняется автоматически или с неболь35 шой коррекцией, та/ как силы сопротивления вращению обычно пропорциональны скорости и частота оборотов уменьшается по закону близкому (1), Поэтому выражение (1) также пригод4р но для проведения анализа и при остановке машины с заменой в нем индексов О на m, à m на сс>.

Выражение (1) получено интегрированием дифференциального уравнения па аdt = К à d n . (2),Левая .часть (2 ) соответствует режиму записи вибраций, когда малое число оборотов dNg, на которое провернется при переменной скорости пс. машина за время dt, равно CN< п dt.

Правая часть (2) соответсвует режиму анализа и требованию одинаковой

55 разрешающей способности анализа, при котором необходимо, чтобы

dN< бdn< = К, где К - постоянное число. Интегрирование (2) в пределах от t до t и от и, до и дает выраgO KeHHe

Для машины известно максимальное

Ь5 (или номинальное) значение частоты

748141 оборотов и, которое достигают за время с, поэтому из (3) получено (4)

Совместное решение (3) и (4) приво-. дит к уравнению (1), Воспроизведение и анализ магнитной записи производят при постоянной скорости ленты с синхронизацией магнитофона 3, например, от сети 50 Гц. Сигнал вибраций фильтруют, детектируют, интегрируют и регистрируют в функции частоты оборотов машины 1 или кратных ей частот вибраций, для чего измеряют отношение частот практически постоянного по частоте сигнала оборотов машины и переменного по частоте хронирующего сигнала. При этом развертка по частоте анализируемого сигнала вибраций машины 1 линейна во времени, за счет чего динамическая разрешающая способность анализа одинакова по всему диапазону частоты оборотов и кратных ей частот вибраций, а время анализа минимальное.

Формула изобретения

Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин, основанный на магнитной записи сигналов вибраций, частоты оборотов машины, и at/at где n — частота оборотов машины в начальный момент времени с,, n — максимальная частота оборотов машины в момент времени ь,„, at = t-t,,at =

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 480292, кл. G 01 М 15/00, 1973.

2. Лолейт А.P. и др. Следящий анализатор на основе магнитографа.

Сб. "Виброакустические процессы в машинах и присоединенных конструкциях", И., "Наука", 1974, с. 136-141.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2110426/Об, кл . 6 01 М 15/00, 1975 {прототип).

30 хронирующей частоты, воспроизведении и анализе этих сигналов со стабилизацией частоты сигнала оборотов машины, при котором запись сигналов производят при непрерывном иэ5 менении во времени частоты оборотов машины, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамической разрешающей способности и сокращения времени анализа, частоту оборотов машины п изменяют во времени t по выраженйю

748141

04

Составитель В. Быстрый

Редактор Ю. Петрушко Техред Я, Бирчак Корректор Е. Папп

Заказ 4349/9 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

4гпт

Р Ид

Olf О

Фиг.8 1

d 6p