Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин

 

,712724

ОП ИС

ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к (22) Заявлено 11.04,75

) М. Кл.

G 01М 15/00

G 01R 23/00 с присоединением

Государственный комитет (23) Приоритет

) УДК 621.438.55 (088.8) (43) Опубликовано 30. (45) Дата опубликован аа делам изобретений и аткрытий (72) Автор изобретения

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

ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН

Изобретение относится к способам спектрального анализа периодических колебаний преимущественно периодической частоты, в том числе вибраций и шума машин и т.д., и может быть использовано в двигателестроении, энергетическом машиностроении и других областях машиностроения.

Известен способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин, заключающийся в том, что записывают сигналы колебаний, постоянной хронирующей частоты и датчика оборотов в каналы магнитофона с синхронизируемой с частотой оборотов машины скоростью вращения лентопротяжного механизма, воспроизводят их со скоростью, синхронизируемой с частотой электрической сети, фильтруют сигналы колебаний фильтрами с постоянными полосами пропускания, определяют частоты колебаний по кратному отношению частоты сигналов датчика оборотов и хронирующей частоты в измерителе отношения частот и записывают амплитудно-частотную характеристику колебаний (1).

Однако известный способ имеет недостаточную разрешающую способность анализа вследствие колебаний скорости лентопротяжного механизма и ленты, приводящих к паразитной частотной модуляции и изменению средней частоты сигналов, при которых спектр сигнала становится размытым, амплитуды спектральных составляющих уменьшаются, составляющие могут выйти из полосы пропускания фильтров.

5 Цель изобретения — повышение разрешающей способности анализа.

Это достигается тем, что в указанном способе при воспроизведении сравнивают в дискриминаторе частоту сигнала датчика

10 оборотов с частотой электрической сети, сигнал рассогласования направляют в корректирующее устройство, посредством которого подстраивают среднюю частоту соответствующего фильтра на колеблющееся

15 значение частоты фильтруемой составля ощей сигнала колебаний.

На фиг. 1 изображена блок-схема возможного варианта устройства записи, реализующего способ спектрального анализа

20 вибраций вращающихся машин; на фиг.2— то же, устройства воспроизведения и анализа.

Устройство содержит датчик 1 колебаний, установленный на машине 2, который

25 прямо или через усилитель-виброметр соединен с магнитофоном 3.

Датчик 4 оборотов, установленный на машине 2, соединен с устройством 5 синхронизации скорости вращения лентопро30 тяжного механизма магнитофона 3. Гене712724

35 ратор 6 сигнала хронирующей частоты присоединен к вспомогательному каналу записи магнитофона 3. Датчик 4 оборотов через амплитудный или частотный модулятор 7 также подсоединен к вспомогательному каналу записи магнитофона 3.

Магнитофон 8 присоединен к источнику с постоянной частотой, например к электрической сети (см. фиг. 2).

Магнитофон 8 соединен также с фильтрами 9 с фиксированными полосами пропускания, которые, в свою очередь, присоединены к амплитудному детектору 10, последний присоединен к входу блока 11 регистрации амплитудно-частотных характеристик. Входы измерителя 12 отношения частот через демодулятор 13 непосредственно присоединены к выходу вспомогательного канала магнитофона 8. Выходы измерителя 12 отношения частот соединены с другим входом блока 11 регистрации.

Выход с демодулятора 13 и электрическая сеть соединены соответственно с дискриминатором 14, выход которого соединен с входом корректирующего устройства 15 подстройки средней частоты фильтров 9.

Для проведения спектрального анализа колебаний машины 2 по частотам, кратным частоте оборотов, производят запись колебаний от датчика 1 при изменении частоты оборотов машины 2 от минимального до номинального значения или обратно, одновременно записывают сигнал постоянной хронирующей частоты от генератора 6 во вспомогательный канал магнитофона 3.

Туда же, через модулятор 7, записывают сигналы датчика оборотов машины 2, а скорость вращения лентопротяжного механизма магнитофона 3 через блок 5 синхронизации синхронизируют от датчика 4 оборотов таким образом, что магнитная лента движется со скоростью, пропорциональной частоте оборотов машины 2.

Колебания машины 2, кратные частоте оборотов, записываются на ленте постоянными длинами волн намагничивания, сигналы хронирующей частоты записываются с длиной волны, обратно пропорциональной частоте оборотов машины 2, а сигнал датчика 4 оборотов — с постоянной длиной волны в модулированном виде.

Воспроизведение магнитной записи осуществляется на том же магнитофоне 8 (или на магнитофоне с тем же стандартом дорожек) при постоянной скорости вращения лентопротяжного механизма, синхронизируемого с частотой сети. При этом сигналы колебаний машины 2 должны воспроизводиться с постоянными частотами, сигнал хронирующей частоты — с переменной частотой, обратно пропорциональной частоте оборотов машины 2, а сигнал датчика 4 оборотов должен воспроизводиться так же с постоянной частотой.

Сигнал колебаний направляют для анализа по частотам, кратным оборотной, в один из узкополосных фильтров 9 с фиксированной шириной полосы пропускания и изменяющейся средней частотой настройки, осуществляемой с помощью корректиру ющего устройства 15. Воспроизводимые сигналы датчика 4 оборотов машины 2 и сигнал хронирующей частоты генератора 6 из магнитофона 8 подают на вход измерителя 12 отношения частот, в котором отрабатывается сигнал, пропорциональный их отношению. Частоту колебаний машины 2 получают в кратных долях от частоты оборотов, а последнюю в долях хронирующей частоты.

Сигнал датчика частоты оборотов через измеритель 12 и сигнал опорной частоты от электрической сети поступают на вход дискриминатора 14, с выхода которого сигнал рассогласования поступает на вход корректирующего устройства 15, осуществляющего подстройку средней частоты фильтров 9 в пределах отклонения и колебаний частоты анализируемой составляющей сигнала. Отфильтрованный по кратной частоте сигнал колебаний машины детектируется в детекторе 10 и регистрируется блоком 11.

Способ выгодно отличается от известных высокой разрешающей способностью и может быть использован при разработке, в производстве и при эксплуатации машин.

Формула изобретения

Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин, заключающийся в том, что записывают сигналы колебаний, постоянной хронирующей частоты и датчика оборотов в каналы магнитофона с синхронизируемой с частотой оборотов машины скоростью вращения лентопротяжного механизма, воспроизводят их со скоростью, синхронизируемой с частотой электрической сети, фильтруют сигналы колебаний фильтрами с постоянными полосами пропускания, определяют частоты колебаний по кратному отношению частоты сигналов датчика оборотов и хронирующей частоты в измерителе отношения частот и регистрируют амплитудно-частотную характеристику колебаний, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности анализа, при воспроизведении сравнивают в дискриминаторе частоту сигнала датчика оборотов с частотой электрической сети, сигнал рассогласования направляют в корректирующее устройство, посредством которого подстраивают среднюю частоту соответствующего фильтра на колеблющееся значение частоты фильтрусмой составля. ющей сигнала колебаний.

712724 фиг. I фиг.2

Составитель А. Новиков

Техред А. Камышникова

Редактор Т. Морозова

Корректор 3. Тарасова

Заказ 2793/18 Изд. Мз 119 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2110426, кл. G 01 М 15/00, 1975 (прототип).