SU1101686A1 - Device for determination of rotating shaft resonance oscillation frequencies - Google Patents

Device for determination of rotating shaft resonance oscillation frequencies Download PDF

Info

Publication number
SU1101686A1
SU1101686A1 SU833615310A SU3615310A SU1101686A1 SU 1101686 A1 SU1101686 A1 SU 1101686A1 SU 833615310 A SU833615310 A SU 833615310A SU 3615310 A SU3615310 A SU 3615310A SU 1101686 A1 SU1101686 A1 SU 1101686A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
frequency
code
indicator
Prior art date
Application number
SU833615310A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Васильевич Грязев
Владимир Яковлевич Красюк
Михаил Федорович Квашин
Вадим Иосифович Цыбулько
Владимир Кириллович Боярчук
Евгений Николаевич Турчин
Original Assignee
Харьковский Филиал Центрального Конструкторского Бюро Главэнергоремонта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харьковский Филиал Центрального Конструкторского Бюро Главэнергоремонта filed Critical Харьковский Филиал Центрального Конструкторского Бюро Главэнергоремонта
Priority to SU833615310A priority Critical patent/SU1101686A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1101686A1 publication Critical patent/SU1101686A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано преимущественно в теплоэнергетике дл  определени  частот резонансных колебаний вращающегос  вала, например критической частоты вращени  ротора турбомашины. Известно устройство, содержащее датчик вибрации, датчик частоты вращени  ротора и двухкоординатньй самописец, входы которого соединены с Выходом датчика вибрации и выходо датчика частоты вращени . В этом устройстве сигнал с выход датчика частоты вращени  воздейству на одну из кареток двухкоординатног самописца, котора  перемещаетс  про порционально частоте вращени  ротора , а сигнал датчика вибрации на другую каретку. В процессе набор оборотов на ленте самописца получаю чартотную характеристику ротора, на которой критические частоты вращени отображены в виде максимумов вибрацииС 3. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность определени  критической, частоты вращени  из-за искажени  частотной характеристики турбомавшны высшими составл ющими вибрации (кратньгми основной частоте вращени , которые составл ют около 20% дл  второй гармоники и около 10% - дл  третьей гармоники). При этом имеют место погрешности св занные с участием оператора в расшифровке частотной характеристик . Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  частот резонансных колебаний вращающегос  вала, содержащее датчик вибрации , подключенный Jc нему детектор датчик оборотов, подключенный к управл ющему входу детектора, и ийдикатор резонанса. При определении критических частот вращени  на одну из кареток .двухкоординатного самописца, вьтолн ющего роль индикатора, подаетс  пр порциональный частоте вращени  вала сигнал, получаемый с помощью преобразовател  частота-напр жение. На другую каретку самописца подаетс  посто нное напр жение с выхода детек тора, пропорциональное амплитуде основной (первой) гармоники составл ющи вибрации. Сигнал от вибродатчика подаетс  на самописец через управл емый опорным напр жением частотно-избирательный элемент, полоса пропускани  которого автоматически настраиваетс  на основную составл ющую вибрации валаГ2Л. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точноёть определени  критической частоты вращени , обусловленна  погрешност ми преобразовани  и отображени  частоты вращени , составл ющих обычно не менее 3-4% (90-120 об/мин)J погрешност ми, св занными с участием оператора в определении критических частот. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  критической частоты вращени . Поставленна  цель достигаетс  тем, ЧТО устройство дл  определени  частот резонансных колебаний вращаюшегос  вала, содержащее датчик вибрации, подключенный к нему детектор, датчик оборотов , подключенный к управл ющему входу детектора, и индикатор резонанса , снабжено аналого-цифровым преобразователем , включенным между выходом детектора и первым входом индикатора , преобразователем частота-код, включенным между датчиком оборотов и вторым входом индикатора, подключеннь1ми параллельно к выходу аналогоцифрового преобразовател  гальванически св занными буферным регистром и схемой сравнени  кодов, подключенным к последней триггером, соединенной с ним схемой И, гзторой вход которой подключен к третьему выходу схемы сравнени , а выход - к входу индикатора , и блоком упра.влени , подключенным раздельными выходами к входам буферного регистра и схемы сравнени  кодов, а входом - к выходу преобразовател  частота-код. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит размещаемый на контролируемом валу датчИк 1 вибрации , подключенный к нему частотньй детектор 2, датчик 3 оборотов, подключенный к управл ющему входу детектора 2, и цифровой индикатор 4 резонанса . Между выходом детектора 2 и первым входом индикатора 4 включен цифроаналоговый преобразователь .5; преобразователь 6 частота-код включен между датчиком 3 оборотов и BToptiM входом индикатора 4. К выходу цифроаналогового преобразовател  5 параллельно подключены буферный регистр 7 и схема 8 сравнени  кодов, имеющие между собой гальваническую св зь (выход регистра 7 - второй входсхемы 8 сравнени ). К двух выходам схемы 8 сравнени  кодов подключен входами триггер 9, к выходу которого подключена первым входом схема 10 И, . а второй ее вход соединен с третьим выходом схемы 8. А выход схемы 10 И подключен к третьему входу индикатора 4. Блок 11 управлени  подключен раздельными выходами к входам буферного регистра 7 и схемы сравнени  кодов, а вход блока 11 управлени  подключен к выходу преобразовател  6 частота-код. Устройство работает следующим образом . , Полигармонический сигнал с выхода датчика 1 вибрации поступает на первый вход дете.ктора. 2, который, выдел ет составл ющую вибрации ротора оборотной част.оты. Этот сигнал преобраз етс  аналого-цифровым преобразователем 5 в цифровой код,который поступает на один из входов цифрового индикатора 4. Сигнал с выхода датчика 3 оборотов поступает на второй (управл ющий) вход час тотного детектора 2,обеспечива  его перестройку синхронно с изменением частоты вращени ,а также - на вход преобразовател  6 частоты вращени  в цифровой код который подаетс  на блок 11 управлени  и индикатор 4. Цифровой код с вы хода аналого-цифрового преобразовате л  5 поступает на вход буферного регистра 7 и один из входов схемы 8 сравнени  кодов . На второй вход этой схемы 8 подаетс  код с выхода буферного регистра 7. Работа схемы 8 срав нени  тактируетс  блоком 11 управ лени . Тактовым импульсом ТИ 1 обеспечиваетс  запись кода текущего SHa чени  вибраций в буферный регистр 7, по тактовому импульсу ТИ 2 производитс  сравнение кода текущего значени  вибрации, поступившего на схему сравнени  с выхода аналого-цифрового преобразовател  5, с кодом, хранившимс  в буферном регистре 7. Тактовые импульсы ТИ 1 формируютс  блоком 11 управлени  по значению кода текущей частоты cOj вращени . Интервал между импульсами ТИ 1  вл етс  величиной переменной и зависит от темпа набора оборотов турбомашиной, т.е. определ етс  длительностью интервала времени, за который приращение частоты вращени  составит заранее заданнзпо (фиксированную) величину. Тактовые импульсы ТИ 2 формируютс  блоком 11 управлени  по спаду импульсов ТИ 1. В зависимости от значени  кодов на входах схемы 8 сравнени  на выходах последней формируетс  одно из условий Дш.Ли), Аш..А(, Au).).f4w, где A(jii - значение вибрации в момент достижени  ротором частоты вращени  ил- , значение вибрации в момент достижени  ротором частоты вращени  ( д uj ) . Анализ условий осуществл етс  логическим элементом - схемой 10И. При достижении равенства Ди Дьи 4 ли при условии, что в предьздущем цикле измерени  выполн лось условиеДш., которое запоминаетс  триггером 9, схема 10 И разрешает срабатывание индикатора 4, который фиксирует частоту вращени  в момент прохождени  максимума частотной характеристики, т.е. критическую частоту вращени . . Одновременно цифровой индикатор 4 отображает амплитуду вибрации ротора, соответствующую данной критической скорости. При снижении числа оборотов турбомащины ниже минимума.частотной ха рактеристики частота вращени  не индицируетс , так как условие . не выполн етс . Устройство регистрирует критическую частоту вращени  как при разгоне,так и торможении турбомашины. Использование предлагаемого устройства обеспечивает повьппение точности определени  критической частоты вращени  за счет снижени  погрййности тракта преобразовани  и отображени  частоты вращени  благодар  введекию цифровых узлов, обработки и преобразовани  информации, погрешность которых (0,1-0,5%) на пор док ниже погрешности аналоговых устройств (1-5%), а также за счет исключени  субъективных погрешностей оператора.The invention relates to a measurement technique and can be used primarily in a power system to determine the frequencies of resonant oscillations of a rotating shaft, for example, the critical frequency of rotation of a turbomachine rotor. A device is known comprising a vibration sensor, a rotor speed sensor and a two-coordinate recorder, the inputs of which are connected to the output of the vibration sensor and the output of the rotation frequency sensor. In this device, the signal from the output of the rotational speed sensor acts on one of the carriages of the two-coordinate recorder, which moves in proportion to the rotor speed, and the signal of the vibration sensor to the other carriage. In the process of setting the revolutions on the tape recorder, I get the chart characteristic of the rotor, at which critical rotational speeds are displayed as vibration maxima. rotational frequency which is about 20% for the second harmonic and about 10% for the third harmonic). In this case there are errors associated with the participation of the operator in deciphering the frequency characteristics. Closest to the invention is a device for determining the frequencies of resonant vibrations of a rotating shaft, comprising a vibration sensor, a speed sensor connected to it, connected to the control input of the detector, and a resonance indicator. When determining the critical rotational frequencies, one of the two-coordinate recorder carriages, which plays the role of the indicator, is fed a signal proportional to the frequency of rotation of the shaft, obtained using a frequency-voltage converter. A constant voltage from the detector output, proportional to the amplitude of the main (first) harmonic components of the vibration, is applied to the other carriage of the recorder. The signal from the vibration sensor is fed to the recorder through a frequency-selective element controlled by the reference voltage, the passband of which is automatically tuned to the main component of the shaft shaft vibration. A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the critical rotational frequency due to conversion errors and the display of the rotational speed, usually not less than 3-4% (90-120 rpm) J errors associated with the operator’s participation in determining critical frequencies. The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the critical frequency of rotation. The goal is achieved by having a device for determining the frequencies of resonant oscillations of a rotating shaft, which contains a vibration sensor, a detector connected to it, a speed sensor connected to the control input of the detector, and a resonance indicator equipped with an analog-to-digital converter connected between the detector output and the first the indicator input, frequency-code converter, connected between the speed sensor and the second indicator input, connected in parallel to the output of the analog-digital converter of galv physically connected by a buffer register and a code comparison circuit connected to the latter by a trigger, an AND circuit connected to it, the second input of which is connected to the third output of the comparison circuit, and the output to the indicator input, and a control unit connected by separate outputs to the inputs of the buffer the register and the code comparison circuit, and the input to the output of the frequency-code converter. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device contains a vibration sensor 1 placed on a monitored shaft, a frequency detector 2 connected to it, a 3 rpm sensor connected to the control input of the detector 2, and a digital resonance indicator 4. A digital-to-analog converter is switched on between the output of the detector 2 and the first input of the indicator 4; 5; Frequency-code converter 6 is connected between speed sensor 3 and BToptiM indicator input 4. A buffer register 7 and a code comparison circuit 8, which have a galvanic connection between them, are connected in parallel to the output of the digital-to-analog converter 5 (the output of the register 7 is the second comparison circuit 8). To the two outputs of the circuit 8, the comparison of the codes is connected by the inputs of a trigger 9, to the output of which the first input is connected to the circuit 10 AND. its second input is connected to the third output of circuit 8. And the output of circuit 10 I is connected to the third input of indicator 4. Control unit 11 is connected by separate outputs to inputs of buffer register 7 and code comparison circuit, and input of control unit 11 is connected to output 6 of frequency converter -code. The device works as follows. The polyharmonic signal from the output of the vibration sensor 1 is fed to the first input of the detector. 2, which identifies the component of the rotor vibration of the circulating frequency. This signal is converted by the analog-to-digital converter 5 to a digital code, which is fed to one of the inputs of the digital indicator 4. The output signal from the 3 rpm sensor is fed to the second (control) input of the frequency detector 2, ensuring that it is tuned synchronously with the rotation frequency and also - to the input of the rotational speed converter 6 into a digital code which is fed to the control unit 11 and the indicator 4. The digital code from the output of the analog-digital converter l 5 is fed to the input of the buffer register 7 and one of the inputs of the circuit 8 code comparison. A code from the output of the buffer register 7 is applied to the second input of this circuit 8. The operation of the comparison circuit 8 is clocked by the control unit 11. The TI 1 clock pulse records the current SHA code of vibrations in the buffer register 7, and the TI 2 clock pulse compares the code of the current vibration value received to the comparison circuit from the analog-to-digital converter 5 output with the code stored in the buffer register 7. Clock TI pulses 1 are generated by the control unit 11 according to the code value of the current rotation frequency cOj. The interval between pulses TI 1 is a variable value and depends on the rate of rotation of the turbomachine, i.e. is determined by the duration of the time interval during which the increment of the rotation frequency will be a predetermined (fixed) value. The clock pulses of TI 2 are formed by the control unit 11 by the decay of the pulses of TI 1. Depending on the value of the codes at the inputs of the comparison circuit 8, one of the conditions L), Ash..A (, Au) is formed at the outputs of the latter.) F4w, where A (jii is the vibration value at the time the rotor reaches the rotational speed or, the vibration value at the time the rotor reaches the rotational frequency (d uj). The condition analysis is carried out by the logic element 10I. When achieving the equality of Die Die 4 or 4 In the previous measurement cycle, the condition DSh was satisfied. It is triggered by 9, circuit 10 I, which triggers the indicator 4, which records the rotational frequency at the time of passing the maximum frequency response, i.e., the critical rotational speed. At the same time, digital indicator 4 displays the amplitude of the rotor vibration corresponding to this critical speed. the turbo masses are below the minimum. The frequency characteristic is not indicated by the rotation frequency, as a condition. not satisfied. The device registers the critical frequency of rotation both during acceleration and deceleration of the turbomachine. The use of the proposed device provides an increase in the accuracy of determining the critical rotational frequency by reducing the frequency of the conversion path and displaying the rotational frequency by introducing digital nodes, processing and converting information, the error of which (0.1-0.5%) is lower than the error of analog devices ( 1-5%), as well as by excluding the operator’s subjective errors.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА, содержащее датчик вибрации, подключенный к нему детектор, датчик оборотов, подключенный к управляющему входу детектора,и индикатор резонанса, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности определения критической частоты вращения, оно снабжено аналогоцифровым преобразователем, включенным между выходом детектора и первым входом индикатора, преобразователем частота-код, включенным между датчиком оборотов и вторым входом индикатора , подключенными параллельно к выходу аналого-цифрового преобразователя гальванически связанными буферным регистром и схемой сравнения кодов, подключенным к последней триггёром, соединенной с ним схемой И, I второй вход которой подключен к тре- Ц тьему выходу схемы сравнения, а вы- if ход - к входу индикатора, и блоком р управления, подключенным раздельны- q ми выходами к входам буферного ре- * гистра и схемы сравнения кодов,' а входом - к выходу преобразователя частоТа-код.DEVICE FOR DETERMINING THE FREQUENCIES OF RESONANT VIBRATIONS OF A ROTATING SHAFT, comprising a vibration sensor, a detector connected to it, a speed sensor connected to a control input of the detector, and a resonance indicator, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the critical frequency of rotation, it is equipped with an analog-digital converter connected between the detector output and the first indicator input, a frequency-code converter connected between the speed sensor and the second indicator input connected in parallel but to the output of the analog-to-digital converter by a galvanically coupled buffer register and a code comparison circuit connected to the last trigger connected to it by circuit I, the second input of which is connected to the third output of the comparison circuit, and the output, if the output, to the indicator input , and the control unit p connected by separate q outputs to the inputs of the buffer register and the code comparison circuit, and the input to the converter output is often a Ta code.
SU833615310A 1983-04-25 1983-04-25 Device for determination of rotating shaft resonance oscillation frequencies SU1101686A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833615310A SU1101686A1 (en) 1983-04-25 1983-04-25 Device for determination of rotating shaft resonance oscillation frequencies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833615310A SU1101686A1 (en) 1983-04-25 1983-04-25 Device for determination of rotating shaft resonance oscillation frequencies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1101686A1 true SU1101686A1 (en) 1984-07-07

Family

ID=21072076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833615310A SU1101686A1 (en) 1983-04-25 1983-04-25 Device for determination of rotating shaft resonance oscillation frequencies

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1101686A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Исакович М.М. и др. Устранение вибрации электрических машин. Л., Энерги , с. 92-96, рис. 2-37. 2. Исакович М.М. Устройство дл непрерывного измерени и записи параметров неуравновешенности вращающихс роторов.-В сб.гТеорч и практика уравновешивани машин и приборов. Под ред. В.А.Шепитильникова. М., Машиностроение, t970, с. (прототип) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4887468A (en) Nonsynchronous turbine blade vibration monitoring system
US4488240A (en) Vibration monitoring system for aircraft engines
US3681978A (en) Method and apparatus for automatically balancing deflection sensors on rotating equipment
SU1101686A1 (en) Device for determination of rotating shaft resonance oscillation frequencies
US4341995A (en) Velocity profile analyzer
Christiansen et al. Digital measurement of angular velocity for speed control
US6806721B2 (en) Digital envelope detector
US4722094A (en) Digital rate detection circuit
US4396884A (en) Ultra slow speed tachometer
US4578625A (en) Spindle drive control system
SU1626094A1 (en) Device for diagnosing from vibration parameters
JPH034174A (en) Speed detecting device for vehicle
SU391410A1 (en) DEVICE FOR MEASURING VIBRATION VEHICLES
SU1305342A1 (en) Apparatus for vibroacoustic diagnosis of rock-breaking means
SU1654692A1 (en) Device for measuring engine rating
JPH01320468A (en) Method and apparatus for measuring revolutions of machine
JPH04233467A (en) Method and apparatus for measuring speed of motor
SU1310644A1 (en) Device for measuring frequency characteristics of rotating shaft vibrations
JP3152327B2 (en) Speed change detection device
SU1091026A1 (en) Method of determination of resonance frequency of tracking system drive oscillations
US6462559B1 (en) Digital envelope detector
SU1315826A2 (en) Device for determining frequencies of resonance vibrations of rotating shaft
SU1474175A1 (en) Method and apparatus for relieving residual strain in metal structures
RU2017082C1 (en) Device for measuring resonant frequency of construction members
SU1038818A1 (en) Bearing vibration diagnostic device