Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин

 

(61) Дополн ител ьное к а вт. свид- ву— (22) Заявлено 03.05.?5 (21) 2110427 25-06 (51) М. K.

G 01 М 15/00

G0l М 7/00 с присоединением заявки №вЂ” б (23) Приоритет—

Государетввииый пемитет

СССР ао делам нэоаретенве

3I OTKPblTNN

Опубликовано 30.12.79. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 31.12.79 (53) УДК 621,438-55 (088.8) (72) Автор изобретения

M. В. Колмаков

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

ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН

Изобретение относится к способу спект,рального анализа периодических колебаний, в том числе вибраций, шума машин; для определения амплитуды и частоты каждой из составляющих колебаний, входящих в состав сложного сигнала, в функции частоты 5 оборотов машины и кратных ей, целочисленно и дробно, рационально и иррационально частот.

Известен способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин по частотам кратным частоте оборотов, путем записи сигналов колебаний и постоянной хронирующей частоты в отдельные каналы магнитофона со скоростью вращения лентопротяжного механизма, синхронизированной со скоростью вращения машины, воспроизведения магнитной записи при постоянной скорости вращения лентопротяжного механизма фильтрации сигналов колебаний с помощью частотных фильтров с фиксированными полосами пропускания и средними частотами, амплитудного детектирования отфильтрованного сигнала и записи его по одной координате регистратора амплитудно-vacrot- ной характеристики tlj. Однако из-за не- жесткой связи магнитной ленты с лентопротяжным механизмом, из-за эластичности ленты, из-за неточной синхронизации скорости в ращения электродвигателя лентопротяжного механизма со скоростью исследуемой на вибрацию машины, особенно на переходных режимах, и из-за нестабильности скорости протяжки ленты при записи и прн воспроизведении при дайном способе всегда наблюдается детонация, т. е. па разитна я частотная модуляция сигйалов й"Изменение средней частоты сигналов после их воспроизведения.

Поскольку определение частоты оборотов машины производится путем записи сигналов постоянной хронирующей частоты во вспомогательный канал магнитофона с синхронизируемой с машиной скоростью лентопротяжного механизма, а затем воспроизведения при постоянной скорости лентопротяжного механизма, частотного детектирования, обратно пропорционального преобразования и аналоговой записи сигнала уже пропорционального частоте оборотов машины, постольку указанйая выше частотйая погрешность войдет в конечный результат з 706729

1 анализа — амплитудно-частотную характеристику колебания, как по частоте оборотов, так и по частотам колебаний любой кратности.

Целью изобретения является повышение точности определения частоты сигналов колебаний.

Указания цель достигается тем, что при воспроизведении отфильтрованный сигнал колебаний усиливают и ограничивают до постоянного уровня и подают его одновре- р менно с сигналом хронирующей частоты на блок отношения частот для получения сигнала, пропорционального и кратного частоте сигналов колебаний в долях хронирующей частоты, который записывают на другой координате регистратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для записи колебаний; на фиг. 2 — структурная схема устройства для воспроизведения и анализа колебаний.

Устройство для записи колебаний содержит машину 1 с установленным на ней датчиком 2 колебаний, соединенным с первым каналом магнитофона 3, датчик 4 оборотов, соединенный с валом машины 1, выход которого связан с блоком 5 синхронизации скорости вращения лентопротяжного механизма магнитофона 3, и генератор 6 хронирующей частоты, подключенный ко второму каналу магнитофона 3.

lt5

29

ы

I

Процесс записи производят с минимально возможных частот оборотов машины 1, постепенно увеличивая частоту оборотов до максимального значения.

После записи на магнитной ленте сигналы колебаний, кратные частоте оборотов машины, будут записаны постоянными длинами волн намагниченности, а сигналы постоянной хронирующей частоты записываются с переменной длиной волны, обратно пропорциональной частоте оборотов машины 1.

Воспроизведение магнитной записи осуществляют на том же магнитофоне 3 при постоянной скорости вращения лентопротяжного механизма, питая электродвигатель от сети 7.

При этом сигналы колебаний воспроизводятся с постоянными частотами, а сигнал хронирующей частоты воспроизводится с переменной частотой, обратно пропорциональной частоте оборотов машины 1.

Сигналы колебаний направляют для анализа по частотам, кратным оборотной, в один из частотных фильтров 8 с фиксированными средней частотой и полосой пропускания, затем отфильтрованный сигнал по избранной кратной частоте детектируют в амплитудном детекторе 9 и записывают по одной координате регистратора 10 амплитудно-частотной характеристики.

Устройство содержит для воспроизведения и анализа колебаний магнитофон 3, подсоединенный к сети? в позиции воспроизведения, набор частотных фильтров 8 с фиксированными полосами пропускания и средними частотами, вход которых соединен с первым каналом магнитофона 3, а выходы соответственно через амплитудный детектор 9 — с входом Y двухкоординатного регистратора 10 и через усилитель-ограничитель 11 — с одним из входов блока 12 отношения частот, второй вход которого соединен со вторым каналом магнитофона 3, а выход — со входом Х регистратора 1О;

Устройство работает следующим образом.

Для проведения спектрального анализа вибраций вращающейся машины 1 по частотам, кратным частоте оборотов, записывают сигналы колебаний от датчика 2 колебаний и постоянной хронирующей частоты от генератора 6 в отдельные каналы магнитофона 3, лентопротяжный механизм которого приводят во вращение со скоростью, синхронной со скоростью машины, через блок 5 синхронизации от датчика 4 оборотов.

При этом магнитная лента движется с переменной скоростью, пропорциональной частоте оборотов машины 1, и соответственно колебаниям, кратным оборотам и связанным с вращением машины 1.

3$

49

4$

so

Одновременно отфильтрованный сигнал усиливают и ограничивают в усилителеограничителе 11 до такого уровня, при котором всегда на выходе усилителя-ограничителя 11 был бы сигнал достаточной амплитуды. Этот сигнал и сигнал хронирующей частоты подают на входы блока 12 отношения частот, в котором отрабатывается сигнал, пропорциональный отношению частоты сигнала колебаний и хронирующей частоты. Это отношение не зависит от скорости магнитной ленты, так как переменная скорость ленты одинаково изменяет временной масштаб при воспроизведении как сигналов колебаний, так и сигнала хронирующей частоты.

По этой же причине полностью устраняются частотная погрешность, связанная с ошибкой слежения магнитной ленты за скоростью вращения машины 1, неточность и нестабильность скорости протяжки ленты при воспроизведении.

Полученный сигнал, пропорциональный и кратный частоте сигналов колебаний в долях хронирующей частоты, записывают по другой координате регистратора 10 амплитудно-частотной характеристики.

Таким образом, применение описанного способа позволяет значительно повысить. точность определения частоты сигналов колебаний.

706?29

Риа 2

Составитель Редько

Редактор Е. Дайч Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 8208/36 Тираж 1074 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин по частотам, кратным частоте оборотов, путем записи сигналов колебаний и постоянной хронирующей частоты в отдельные каналы магнитофона со скоростью вращения лентопротяжного механизма, синхронизированной со скоростью вращения машины, воспроизведения магнит-, ной записи при постоянной скорости вращения лентопротяжного механизма, фильт40 рации сигналов колебаний с помощью частотных фильтров с фиксированными полосами пропускания и средними частотами, амплитудного детектирования отфильтрованного сигнала и записи его по одной координате регистратора амплитудно-час- 4s тотной характеристики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения частоты сигналов колебаний, при воспроизведении отфильтрованный сигнал колебаний усиливают и ограничивают до постоянного уровня и подают его одновременно с сигналом хронирующей частоты на блок отношения частот для получения сигнала, пропорционального и кратного частоте сигналов колебаний в долях хронирующей частоты, который записывают по другой координате регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 480292, G Ol М 15 00, l973.