Устройство для спектрального анализа вибраций машин

I»I 769352

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.11.75 (21) 2192843/25-28

I (51) Ч К ° з

С 01 Н 1/00

G 01 М 15/00

G 11 В 15/46 с присоединением заявки М—

Государственный комитет (23) Приоритет— по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07 10.80. Бюллетень N 37 (53) (45Л Дата оп1 б.лиллоаання описания 07.10.йО.!

УДК 620.179.16 (088.8) а

1 (72) Автор изобретения

М. В. Колмаков

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомоторный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО

АНАЛИЗА ВИБРАЦИЙ МАШИН

Изобретение относится к устройствам анализа амплитуд вибраций машин, шума и т. п. в функции частот, кратных вращению, а также магнитным транспониаторам. спектра.

Известно устройство для воспроизведения с магнитной ленты при переменных скоростях ее перемещения, содержащее блоки воспроизведения и управления перемещения магнитной ленты, выполненные в виде демодуляторов и формирователей сигпалов, связанных с измерителем отношения частот и с фазовым компаратором (1).

Применение в устройстве воспроизведения известных усилителей воспроизведения приводит к параметрическому несоответствию записанного и воспроизводимого вибрационного сигнала, к увеличению уровня низкочастотных шумов, помех и снижению точности воспроизведения.

Известно также устройство для спектрального анализа вибраций машин, содержащее блок записи, включающий датчик вибраций, подключенный к нему магнитофон с постоянной скоростью перемещения магнитной ленты и датчик частоты вращения машины, подключенный ко второму входу магнитофона, блок воспроизведения, выполненный в виде магнитофона с переменной скоростью перемещения магнитной

2 ленты, и блок обработки воспроизводимых сигналов (2).

Блок воспроизведения содержит усилитель-формирователь, перестраиваемый частотный демодулятор вибрацпонного сигнала, датчик частоты вращения его ведущего вала, а блок обработки содержит преобразователь этой частоты в напряжение, логарифмический преобразователь напряжения, ;0 устройство сдвига начального уровня и регулируемый пнвертирующий усилитель.

Недостатками устройства являются низкая точность определения частоты ьпбрационного сигнала, погрешности в определс,д нии амплитуды вибрацпонного сигнала, сложность конструкции блоков воспроизведения и обработкн.

В аналоге определение частоты вращения машины кратных ей ча 0 стот вибрационного сигнала производится по сигналу датчика частоты г>едущего вала блока воспроизведения, т. е. после регулирования скорости ленты, а значит с ошибками за счет регулн25 рования, а также скольжения и детонации сигнала частоты вращения машины пз-за медленных и oblcTpblx колебаний скорости ленты, особенно заметных при воспроизведении с переменной скоростью ленты. Для

30 демодуляпии ЧМ (частотного модулятора) 769352 сигнала вибраций применяется персстраиваемый по упомянутому выше сигналу частотный демодулятор. Амплитуда несущей IN и ее частота изменяются при воспроизведении в большом динамическом диапазоне и демодуляция будет сопровождаться выпадениями вибрационного сигнала, несмотря на наличие усилителя-формирователя. Зто также ограничивает возможности аналога по диапазону перекрытия скоростей перемещения ленты при воспроизведении.

Скорость ленты при ЧМ íа порядок больше по сравнению с прямой записью. Для преодоления сил инерции в деталях лентопротяжного механизма работа и мощность его электродвигателя возрастают примерно на два порядка. Зто усложняет в аналогс задачу быстродействия регулирования скорости ленты.

Целью изобретения являются повышение точности анализа и упрощение конструкции.

Зта цель достигается за счет того, что усилитель магнитофона блока воспроизведения выполнен идентичным усилителю записи магнитофона блока записи, б.чок ":"iïèñè снабжен генератором хронирующей частоты, подключенным ко второму входу магнитофона, и включенным между датчиком частоты и магнитофо Ioivf блоком уплотнсния записи.

На фиг. 1 представлен блок записи устройства для спектрального анализа вибраций машин; па фиг. 2 — блок воспроизведения и блок обработки воспроизводимых сигналов.

Устройство содержит блок 1 записи, блок 2 воспроизведения и блок 3 обработки.

Блок 1 записи включает датчик 4 вибраций, подключенный к нему первым входом, магнитофон 5 с постоянной скоростью перемещения магнитофонной ленты, датчик 6 частоты вращения машины 7, подключенный ко второму входу магнитофона 5.

Блок 2 воспроизведения выполнен в виде магнитофона 8 с переменной скоростью перемещения магнитной ленты.

Усилитель магнитофона 8 блока 2 воспроизведения выполнен идентичным по конструкции усилителю записи магнитофона 5 блока 1 записи. Усилитель записи имеет амплитудно-частотную характеристику, не зависящую от частоты на значительном протяжении частотного диапазона, начиная снизу, соответствующую характеристике усилителей прямой магнитной записи (ГОСТ 12 392 — 71) .

Блок 1 записи имеет генератор 9 хронирующей частоты, подключенный также ко второму входу магнитофона 5. Между датчиком 6 частоты и вторым входом магнитофона 5 включен блок 10 уплотнения записи, представляющий собой модулятор плп пре10 ,!5

З0

5ý

4 (амплитудный, частотный образователь и т. д.).

Устройство работает следующим образом.

По первому входу магнитофона 5, блока

1 записи, имеющего постоянную скорость перемещения магнитной ленты, от датчика 4 через усилитель записи записываются вибрации машины 7, которая вращается с переменной частотой, например, от некоторой минимальной или наоборот.

При этом спектр впбрационпого сигнала от датчика 4 вибрации содержит состагляющие, кратные частоте вращения машины 7 и частотам вращающихся в ней агрегатов, механизмов, узлов, деталей.

По второму входу магнитофона 5 блока 1 записи записывается сигнал постоянной хронирующей частоты от генератора 9 и сигнал с переменной частотой от датчика б частоты вращения машины, например, частоты вращения ее главного вала или любого узла. Блок 10 уплотнения записи преобразует сигнал частоты вращения машины к такому виду, чтобы после совместной записи с хронирующим сигналом, они вновь могли быть разделены при воспроизведении, а сигнал частоты вращения восстановлен. Поскольку по второму входу производится запись только частот сигналов, она может быть осуществлена также в виде прямой записи.

После проведения записи переносят магнитную ленту «а магнитофон 8 блока 2 воспроизведения, в котором лента перемещается со скоростью, обратно пропорциональной частоте записанного на ней сигнала вращения машины, так как скорость перемещения регулируется в олоке воспроизведения на постоянство частоты воспроизводимого сигнала вращения машины 7.

При этом с первого выхода магнитофона 8 через усилитель воспроизведения в блок 3 обработки поступит вибрационный сигнал, парамстрически соответствующий записанному и имеющий спектр с фиксированными частотами составляющи. вибраций, кратных фиксированной частоте воспроизводимого сигнала вращения машины и между сооой.

Сп второго выхода магнитофона 8 в блок 3 обработки поступят стабильный по частоте сигнал частоты вращения машины и переменный по частоте (обратно пропорционально частоте вращения машины) сигнал хронирующей частоты.

В блоке 3 обработки производится автоматическое построение спектров вибраций машины 7 по частотам, кратным частоте вращения, связанным с вибрациями тех пли иных агрегатов, узлов, механизмов и деталей машины.

ЗДС воспроизводящей магнитной головки не зависит от частоты сигналов, так как пропорциональна производной по времени от остаточной индукции и одновременно интегралу по времени из-за перемещения ленты со скоростью, обратно пропорциональной частоте сигналов.

Линейная сквозная амплитудно-частотная характеристика сквозного тракта записи-воспроизведения .устройства способствует равномерному представлению спектра воспроизводимого вибрационного сигнала по частоте, при этом расширяется нижняя граница диапазона воспроизводимых частот п сии>каются низкочастотные помехи. При использовании устройства существенно, что усилители воспроизведения и записи . .огут быть унифицированы, что весьма эффективно в многоканальных устройствах при записи и воспроизведении вибраций от большого числа датчиков на машине.

Ведение сигнала синхрониз ирующей частоты позволяет производить в блоке обработки определение частоты вращения машины и кратных частот вибрации по отношению к синхронизирующей частоте, чем устраняются частотные погрешности из-за колебаний скорости магнитной ленты.

Устройство может найти применение при испытании машин, двигателей, редукторов, трансмиссий и так далее в процессе их производства и эксплуатации.

769352

Формула изобретения

Устройство для спектрального анализа вибраций машин, содержащее блок записи, включающий датчик вибраций, подключенный к нему магнитофон с постоянной скоростью перемещения магнитной ленты и датчик частоты вращения машины, подключенный ко второму входу магнитофона, блок воспроизведения, выполненный в виде магнитофона с переменной скоростью перемещения магнитной ленты, и блок обработки воспроизводимых сигналов, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности анализа и упрощения конструкции, усилитель магнитофона блока воспроизведения выполнен идентичным усилителю записи магнитофона блока записи, блок записи снабжен генератором хронирующей часто2О ты, подключенным ко второму входу магнитофона, и включенным между датчиком частоты и магнитофоном блоком уплотнения записи.

Источники информации, 25 принятыс во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 556489, кл. G 11 В 15/00, 1975.

2. Лолейт А. Р, и др. Следящий анализатор на основе магпитографа. Сб. «Впбро";о акустические процессы и машинах и присоединенных конструкциях», М., «Наука», 1974, 136 — 141 (прототип).

769352 иг.

Риг. Z

Составитель Л, Тришина

Техред И. Пенчко Корректор Л. Орлова

Редактор Г.. Петрова

Заказ 6733 Изд. М 469 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб„ д. 4/5

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома