(54) СПОСОБ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ВИБРАЦИЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАЩИН
1
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 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 хронирую щей частоты в отдельные каналы магнитофона со скоростью вращения лентопротяжного механизма, синхронизированной со скоростью вращения машины, воспроизведения магнитной записи при постоянной скорости вращения лентопротяжного йеханизйй 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-частбТиой характеристики 1. Однако из-за нежесткой связи магнитной ленты с лентопротяжным механизмом, из-за эластичности ленты, из-за неточной синхронизации скорости вращения электродвигателя лентопротяжного механизма со скоростью исследуемой на вибрацию машины, особенно на переходных режимах, и из-за нестабильности скорости протяжки ленты при записи и при воспроизведении при Д;айнбм способе всегда наблюдается детонация, т. е. паразитная
частотная модуляция с йгнаЛШ йШТйейение 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 мащиной скоростью лентопротяжного механйзмаТ а затеям воспроизведения при постоянной скорости лентопротяжного механизма, частотного детектирования, обратно пропорционального преобразования и аналоговой записи сигнала уже пропорционального частоте оборотов машины, постольку указагГйаявыШе частотная погрешность войдет в конечный результат
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 одновременно с сигналом хронирующей частоты на блок отношения частот для получения сигнала, пропорционального и кратного частоте сигналов колебаний в долях хронируюшей 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, соединённым с первым каналом магнитофона 3, датчик 4 оборотов, соединенный с валом машины 1, выход которого связан с блоком 5 синхронизации скорости врашения лентопротяжного механизма магнитофона 3, и генератор 6 хронируюш.ей частоты, подключенный ко второму каналу магнитофона 3.
Устройство содержит для воспроизведения и анализа колебаний магнитофон 3, подсоединенный к сети 7 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 II - с одним из входов блока 12 отношения частот, второй вход которого соединен со вторым каналом магнитофона 3, а выход - со входом X регистратора 10.
Устройство работает следующим образом.
Для проведения спектрального анализа вибраций врашаюшейся 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 врашение 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.
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
0 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.
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
0 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.
Формула изобретения
Способ спектрального анализа вибраций вращающихся мащии по частотам, кратным частоте оборотов, путем записи сигиалов колебаний и постоянной хронирующей частоты в отдельные каналы магнитофона со скоростью вращения лентопротяжного механизма, синхронизированной со скоростью вращения мащины, 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-частотной характеристики, отличающийся тем, что, с целью повыщения 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
