Способ определения доли вибрации в сложной колебательной системе от каждого источника вибрации Советский патент 1977 года по МПК F16F15/00 

(S4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛИ ВИБРАЦИИ ОТ КАЖДОГО ИСТОЧНИКА ВИБРАЦИИ В СЛОЖНОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ

СИСТЕМЕ

квадраты модулей соогветствующих измеренных коэффициентов передачи вибрации от исследуемого источника вибрации до контрольной точки системы, после чего интегрируют полученные спектры по частоте и нормируют выходные сигналы интеграторов, измеряя отношение выходного сигнала интегратора к общему уровню вибрации системы в контрольной точке и получают долю вибрации.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

Устройство содержит колебательную систему 1 с датчиками 2 ускорений, расположенными в тог-сах .креплега1Я источников вибрации 3, причем выходы датчиков 2 соединены с выходами усилителей многоI канального коммутатора 4, управляющий вход которого соединен с выходом устройства управления 5, а вьгходы усилителей многоканального коммутатора 4 соединены с входами многоканального устройства 6 записи и воспроизведения вибрационпых процессов, .выходы которого соединены с выходами многоканального спектрального анализатора 7. Выход спектрального анализатора 7 соединен с входом устройства 8 записи взаимного энергетического спектра вибрационных процессов, выход которого соединен с цифровым решающим устройством 9 другойВХОД которого соединен с выходом yciройства 10 записи и воспроизведения комплексных козффициентов передачи вибраций (ККП), управляющий вход которого соединен с выходом устройства управления 5, а другой выход устройства управления 5 соединен с электрическим вибратором 11. Переключаемый выход многоканального коммутатора 4 соединен с входом устройства 12 измерения ККП. выход которого соединен с входом устройства записи ККП 10. Выход решающего устройства 9 соединен с одним входом множительного устройства 13, другой вход которого соединен с выходом устройства 14 измерения модуля коэффищ1е;гга передачи .вибраций, вход которого соейинен с выходом устройства 10. Выход датчика15 ускорений, расположенного в контрольной точке системы 1, соединен с входом усилителя коммутатора 4, а выход интегратора 16 соединен с выходом множительного устройства 13, причем выход интегратора 16 соединен с устройством нормирования 17, выход которого сюединен с регистрирующим устройством 18.

Сущность предлагаемого способа заключается в измерении взаимных энергетических спектров вибрации с помощью датчиков вибрации, расположенных в одной или нескольких контрольных точках сложной колебательной системы и в точках крепления источников вибрации, например с помощью амортизаторов, с учетом дисперсионных свойств системы путем измереш1я комплексных козффициентов передачи вибрации между указанными точками. Комплексные коэффициенты передачи вибрашта измеряют путем приложения к системе последовательно в точках крепления вибрирующих механизмов известяой внешней силы, например, с помощью вибратора и измеряют коэффициенты прохождения и фазовый угол между точками измерения и точкой приложения силы. .Далее при обработке полученных данных определяют собственный энергетический спектр каждого реально действующего источника вибрации, который связан через комплексные коэффициенты передачи с непосредственно измеряемыми спектрами вибрации согласно следующему соотношению;

ХХ-п fV

G (f) Е К (f)K (f)G (f) 1тп:1 ктп jrn mm

71

к ())сГ()

и

i-( п,., Ki

1 jtm

) где ( j - реально намеряемый частотный шектр

между точками и-плерений k и j ;

Iff

f собственный энергетический спектр но тотанка виорации в точке m (спектр, который бьш бы измерен в точке т, если бы можно выключить все источники вибрации кроме т-го); Ф

- -взаи шый спектр источников вибрации в точках I и m (спектр, который мог бы бьпь измерен непосредственно в точках i и m при условии I К (f) 0/

ТТЛ

кт jrn Kiкомплексные коэффициенты

передачи виб йции между точками изг «рений k и m,j и rpjK и i соответственно;

п - число источников вибрации.

Затем, определив собственные энергетическиЕ отектры источников и зная коэффициент передачи вибрации системы, определяют долю вибрации, создаваемую каждым источником вибрации в общем уровне вибрации механической колебательной системы в контрольной точке системы.

Способ заключается в следующем.

Электрические сигналы от устройства 2 и датчика 15 подают на вход л усилителей многоканального электронного коммутатора 4. При измерении вибраций и взаимных энергетических спектров вибрационных процессов в точках крепления источников вибраций 3 и в контрольной точке системы 1 выходные отгналы усилителей коммутатора 4 подают на входы многоканального устройства 6 записи и воспроизведения вибрационных процессов. Выходные сигналы устройства 6 подают на входы многоканального спектрального анализатора 7, пря этом на вход автоматической настройки частоты анализатора 7 подают сигналы высокочастотных гетеродинов генератора ГЗ-18 устройства управления 5. Выходные сигналы спектрального анализатора 7 и частотомера устройства управления 5 подают соответственно на входы цифрового преобразователя и устройство (УЗЦИ) устройства 8 записи энергетического спектра вибраijjiOHHbrx. процессов, при этом выходной сигнал генератора звуковой частоты устройства 5 подают на, вход частотомера этою устройства, а электронное устройство сравнение частоты (также входит в УСТРОЙСТВО 5) при установлении заданной частоты .перестраиваемого генератора вьздает электрический си1нал на вход управления электропривода генератора и останавливает последний, В устройстве 8 на перфоленте регистрируют во 2-10 коде последовательно частоту яастройки анализатора 7 и взаимньш знергетический спектр вибрационных процессов. Далее, перфоленту из устройства 8 вводят на вход цифрового решающего устройства 9. При измерении ККП выходной сигнал генератора перестраиваемой частоты устройства 5 ;подают ш входы электрического вибратора Ну которьш ,, гтанавливают последовательно з точках крепления источников вибраций 3. Выходной и myльcный сигнал электронного устройства сравнения частоты устройства 5 подают на )шравляющий вход много- kaнaльнoгo коммутатора 4, при этом сигнал переключаемого выхода коммутатора 4 подают на вход устройства измерения ККП 12, В устройстве 12 измеряют амплитудные значения и сдвиги фазы между опорным электрическ;{м сигналом акселерометра, расположенного в точке размещения вибратора 11 и гармоническими электрическими сигна лами ,;ру шх датчиков, при последовательном переключении каналов коммутатора 4. Выходной сигнал, устройства 12 подают на вход цифрового преобразователя устройства 10 записи и воспроизведения ККП, при этом выходной импульсный сигнал электрош-юго устройства сравнения частоты и выходной сигнал частотомера устройства управления 5 подают соответственно на управляющий вход и на УЗЦИ устройства записи и воспроизведения ККП 10. В устройстве 10 на перфоленте регистрируют во 2-10 коде последовательно частоту сигнала генератора, питающего вибратор, и амплитудные значения и сдвиги фазы между опорным сигналом датчика и гармоническими сигналами других датчиков, т.е. составляющие ККП, Далее, перфоленту из устройства 10 вводят на вход решающего устройства 9 и на вход устройства 14 измерения модуля коэффициента передачи вибраций от исследуемого источника вибраций До контрольной точки колебательной системы I. Выходной сигнал устройства 9 представляющпй собственньш энергетический спектр источника вибрации, подают на вход лоюжительного устройства 13, на другой вход которого подают , выходной сигнал из устройства 14.Выходной сигнал множительного устройства 13, представляющий со6:)й энергетический спектр, подают на вход цифрового интегратора (сумматора) 16, где энергети юский спектр и}1тенгрируют по частоте. Выходной сигнал интегратора 16 подают на вход устройства нормирования 17, на другой вход которого подают выходной сигнал устройства б,представляющий собой сигнал общего уровня вибрации в контрольной / точке системы. В устройстве 17 измеряют отношение Ьыходного сигнала интегратора к общему уровню вибрации системы в контрольной точке. Затем выходной сигнал устройства 17 подают на , вход регистрирующего устройства 18 и получают долю вибрации. Преимуществом предлагаемого способа по равне1шю с известными является повышение точHOCTH и исключение ошибок при определении виброактивности источников вибрации вследствие учета перекрестных связей между ста-п стически зависимыми источниками вибрации через переходные пртводимости (адмитансы) механичесь ori системы. Перекрестные связи и возможная Me iam-iiecKaH связь между источниками учитьюаются измерением комплексных коэффициентов передачи внбращ-ш. Формула изобретения Способ:определения доли вибрации от каждого источника вибраций в сложной колебательной системе, заключающийся в том, что измеряют вибрации и взаимные энергетические спектры вибрационных процессов системы с помощью датчиков вибрации, которые располагаютв точках крепления источников вибрации к системе и в точках контроля уров}1я вибраций и обрабатьшают полученные данные,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения виброактивности источников, пря1кладьшают внешнюю силу, изменяющуюся по заданному закону, например по гармогшческоЛГу, последовательно во всех точках крепления источников вибрации и измеряют при этом комплексные коэффициенты передачи вибрации в точках крепления относительно вибрации в точке приложения силы и при обработке полученных данных определяют собственные энергетические спектры каждого источника вибрации, затем умножают эти спектрь на квадраты модулей соответствующих измеренных коэффициентов передачи вибрации от исследуемого источника вибрации до контрольной точки системы, после чего интегрируют полученные спектры по частоте и нормируют выходные сигналыинтеграторов, измеряя отношение выходного сигнала интегратора к общему урювню вибрации системы в контрольной точке и получают долю вибрации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе : 1. I ASA volj27,1955, с. 236-246. 2. Генкин МоД., Применение кодзелшщонного метода к расчету динамических характеристик механических систем в условиях их нормальной эксплуаташи. - Сб. Виброакустическая активность ме;ханизмов с зубчатыми передачами, 1971,с.205-про1-отип,