SU748141A1 - Способ спектрального анализа вибраций вращающихс машин - Google Patents

Description

1

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

Известны способы спектрального анализа вибраций машин, основанные на магнитной записи сигналов вибраций и хронирующей частоты на ленту с синхронизируемой от сигнала частоты оборотов машины скоростью перемещени , воспроизведени  и анализе этих сигналов со стабилизацией частот сигнала вибраций при посто нной скорости перемещени  ленты Lll.

Известны также способы спектрального анализа вибраций вращающихс  машин, основанные на магнитной записи сигналов вибраций, частоты оборотов машины на ленту с посто нной скоростью перемещени , воспроизведении и анализе этих сигналов со стабилизацией частоты сигнала оборотов машины и соответственно частот сигнала вибраций при переменной скорости перемещени  ленты f 2J .

При этом в известных способах запись сигналов производ т при непрерывном изменении во времени часто ,ты оборотов машины, а анализ сигнала вибраций производ т фильтром с фиксированной частотой настройки и полосой пропускани .

Недостаток этих способов состоит 5 в неодинаковой динамической разрешающей способности анализа по диапазону частоты оборотов и кратных ей частот вибраций и относительно продолжительный анализ.

О Наиболее близким к изобретению

по технической сущности  вл етс  способ спектрального анализа вибраций вращающихс  машин, основанный на магнитной записи сигналов вибраций,

15 частоты оборотов машины, хронирующей частоты, воспроизведении и анализе этих сигналов со стабилизацией частоты сигнала оборотов машины, при котором запись сигналов производ т при

20 непрерывном изменении во времени частоты оборотов машины з.

Кроме того, этот способ включает в себ  измерение отношени  частоты сигнала оборотов машины к сигнгшу

25 хронирующей частоты при воспроизведении дл  получени  сигнала пропорционального частоте оборотов машины и кратных ей частот вибраций в процессе записи. Анализ сигнала вибраций производитс  в нем также фильтром с фиксированной частотой настройки и полосой пропускани .

Недостатком известного способа  вл етс  относительно плоха  динамическа  разрешающа  способность и продолжительное врем  анализа вследствие того, что при воспроизведении магнитной записи происходит непрерывное трансформирование времени процесса записи. Малое число периодов в анализируемом сигнале приводит к тому, что колебани  в фильтре не успевают установитьс , а большое число периодов приводит.к излишней трате времени на анализ.

Целью изобретени   вл етс  улучшение динамической разрешающей способности и сокращение времени анализа .

Указанна  цель достигаетс  тем, что частоту оборотов машины . измен ют во времени t по выражению

4.1/at г

/ПгоУ

()

)

где п - частота оборотов машины в

начальный момент времени t HjYi - максимальна  частота оборотов машины в момент времени t, .

(,, На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  магнитной записи сигналов, на фиг. 2 - график изменени  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, св занный с валом машины 1, соединен с блоком 5 синхронизации скорости перемещени  ленты магнитофона 3. Генератор 6 сигнала хронирующей частоты присоединен к вспомогательному каналу махнитофона 3. Датчик 4 оборотов соединен также с модул тором 7, который также присоединен к вспомогательному каналу магнитофона 3. Устройство также, снабжено блоком 8 управлени  частотой оборотов машины 1, соединенным с ней.

Способ спектрального анализа вибраций -вращающихс  машин осуществл ют , производ  запись сигнала вибрации/магнитофоном 3 от датчика 2, установленного на машине 1. Запись сигнала посто нной хронирующей частоты производ т от генератора 6 во вспомогательный канал магнитофона 3, в этот же канал записывают с модул цией через модул тор 7 или пр мо , если частотные диапазоны сигналов не перекрываютс , сигнал датчика 4 оборотов машины 1. Привод т ленту магнитофона 3 в движение с синхронной скоростью с частотой обоpotOB машины 1 от датчика 4 оборотов через блок 5 синхронизации.

Процесс записи производ т, например , начина  с минимально возможных оборотов машины п, при которых осуе ществл етс  синхронизаци  скорости ленты магнитофона 3 за частотой оборотов машины 1, и заканчивают при максимальном значении ее частоты Оборотов п за врем  At,,,, причем Q промежуточные значени  частоты оборотов Hf определ ют по выражению

. ,„

частота оборотов машины в

начальный момент времени t,) максимальна  частота оборотов машины в момент времени t ,

t-tq , Atrr, t m - to

(или ПО графику, где по оси абсцисс отложено врем  записи вибраций, а по оси ординат - частота оборотов машины ) и задают в функции времени д t

с помощью блока 8 управлени  или вручную . В последнем случае частоту оборотов п увеличивают прогрессивно в Р раз быстрее изменени  времени и t

где параметр изменени  частоты оборотов машины.

В режиме свободного выбега дл  большинства машин выражение (1) выполн етс  автоматически или с небольшой коррекцией, та как силы сопротивлени  вращению обычно пропорциональны скорости и частота оборотов уменьшаетс  по закону близкому (1), Поэтому выражение (1) также пригодно дл  проведени  анализа и при остановке машины с заменой в нем индексов О на т, а m на со .

Выражение (IV получено интегрированием дифференциального уравнени 

(2)

n.j. dt К . d- П-t

.Лева  часть (2 ) соответствует режиму запкс вибраций, когда малое число оборотов .dN , на которое провернетс  при переменной скорости nt машина за врем  dt, равно dN п d Права  часть (2) соответсвует режиму анализа и требованию одинаковой разрешающей способности анализа, при котором необходимо, чтобы dN./dn. К, где К - посто нное число . Интегрирование (2) в пределах от t, до t и от Пд до подает выра-жение

а

(3) ,

Дл  машины известно максимальное 65 (или номинальное) значение частоты

оборотов n , которое достигают за

врем  tfn, поэтому из (3)

получено С)

О Пр

Совместное решение (3) и (4) прнводит к уравнению (1).

Воспроизведение и анализ магнитной записи производ т при посто нной 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, дл  чего измер ют отношение частот практически посто нного 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 динамическа  разрешающа  способность ансшиза одинакова по всему диапазону частоты оборотов и кратных ей частот вибраций , а врем  анализа минимальное.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР

5 480292, кл. G 01 М 15/00, 1973.

2.Лолейт А.Р. и др. След щий анализатор на основе магнитографа. Сб. виброакустические процессы в машинах и присоединенных конструк0 ци х, М., Наука, 1974, с. 136-141,

3.Авторское свидетельство СССР по за вке 2110426/06,

кл. G 01 М 15/00, 1975 (прототип).

/с 04Ч 2о

I

GM0,6

о

л i

г

3

фиг. г