1
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для 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 перемещения, воспроизведения и анализе этих сигналов со стабилизацией частот сигнала вибраций при постоянной скорости перемещения ленты Lll.
Известны также способы спектрального анализа вибраций вращающихся машин, основанные на магнитной записи сигналов вибраций, частоты оборотов машины на ленту с постоянной скоростью перемещения, воспроизведении и анализе этих сигналов со стабилизацией частоты сигнала оборотов машины и соответственно частот сигнала вибраций при переменной скорости перемещения ленты f 2J .
При этом в известных способах запись сигналов производят при непрерывном изменении во времени часто,ты оборотов машины, а анализ сигнала вибраций производят фильтром с фиксированной частотой настройки и полосой пропускания.
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 является способ спектрального анализа вибраций вращающихся 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 производят при
20 непрерывном изменении во времени частоты оборотов машины з.
Кроме того, этот способ включает в себя измерение отношения частоты сигнала оборотов машины к сигнгшу
25 хронирующей частоты при воспроизведении для получения сигнала пропорционального частоте оборотов машины и кратных ей частот вибраций в процессе записи. Анализ сигнала вибраций производится в нем также фильтром с фиксированной частотой настройки и полосой пропускания.
Недостатком известного способа является относительно плохая динамическая разрешающая способность и продолжительное время анализа вследствие того, что при воспроизведении магнитной записи происходит непрерывное трансформирование времени процесса записи. Малое число периодов в анализируемом сигнале приводит к тому, что колебания в фильтре не успевают установиться, а большое число периодов приводит.к излишней трате времени на анализ.
Целью изобретения является улучшение динамической разрешающей способности и сокращение времени анализа.
Указанная цель достигается тем, что частоту оборотов машины . изменяют во времени t по выражению
4.1/at г
/ПгоУ
()
)
где п - частота оборотов машины в
начальный момент времени t HjYi - максимальная частота оборотов машины в момент времени t, .
(,, На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для магнитной записи сигналов, на фиг. 2 - график изменения 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, связанный с валом машины 1, соединен с блоком 5 синхронизации скорости перемещения ленты магнитофона 3. Генератор 6 сигнала хронирующей частоты присоединен к вспомогательному каналу махнитофона 3. Датчик 4 оборотов соединен также с модулятором 7, который также присоединен к вспомогательному каналу магнитофона 3. Устройство также, снабжено блоком 8 управления частотой оборотов машины 1, соединенным с ней.
Способ спектрального анализа вибраций -вращающихся машин осуществляют, производя запись сигнала вибрации/магнитофоном 3 от датчика 2, установленного на машине 1. Запись сигнала постоянной хронирующей частоты производят от генератора 6 во вспомогательный канал магнитофона 3, в этот же канал записывают с модуляцией через модулятор 7 или прямо, если частотные диапазоны сигналов не перекрываются, сигнал датчика 4 оборотов машины 1. Приводят ленту магнитофона 3 в движение с синхронной скоростью с частотой обоpotOB машины 1 от датчика 4 оборотов через блок 5 синхронизации.
Процесс записи производят, например, начиная с минимально возможных оборотов машины п, при которых осуе ществляется синхронизация скорости ленты магнитофона 3 за частотой оборотов машины 1, и заканчивают при максимальном значении ее частоты Оборотов п за время At,,,, причем Q промежуточные значения частоты оборотов Hf определяют по выражению
. ,„
частота оборотов машины в
начальный момент времени t,) максимальная частота оборотов машины в момент времени t ,
t-tq , Atrr, t m - to
(или ПО графику, где по оси абсцисс отложено время записи вибраций, а по оси ординат - частота оборотов машины) и задают в функции времени д t
с помощью блока 8 управления или вручную. В последнем случае частоту оборотов п увеличивают прогрессивно в Р раз быстрее изменения времени и t
где параметр изменения частоты оборотов машины.
В режиме свободного выбега для большинства машин выражение (1) выполняется автоматически или с небольшой коррекцией, та как силы сопротивления вращению обычно пропорциональны скорости и частота оборотов уменьшается по закону близкому (1), Поэтому выражение (1) также пригодно для проведения анализа и при остановке машины с заменой в нем индексов О на т, а m на со .
Выражение (IV получено интегрированием дифференциального уравнения
(2)
n.j. dt К . d- П-t
.Левая часть (2 ) соответствует режиму запкс вибраций, когда малое число оборотов .dN , на которое провернется при переменной скорости nt машина за время dt, равно dN п d Правая часть (2) соответсвует режиму анализа и требованию одинаковой разрешающей способности анализа, при котором необходимо, чтобы dN./dn. К, где К - постоянное число. Интегрирование (2) в пределах от t, до t и от Пд до подает выра-жение
а
(3) ,
Для машины известно максимальное 65 (или номинальное) значение частоты
оборотов n , которое достигают за
время tfn, поэтому из (3)
получено С)
О Пр
Совместное решение (3) и (4) прнводит к уравнению (1).
Воспроизведение и анализ магнитной записи производят при постоянной 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, для чего измеряют отношение частот практически постоянного 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 динамическая разрешающая способность ансшиза одинакова по всему диапазону частоты оборотов и кратных ей частот вибраций, а время анализа минимальное.
Формула изобретения
Способ спектрального анализа вибраций вращающихся машин, основанный на магнитной записи сигналов вибраций, частоты оборотов машины.
хронирующей частоты, воспроизведе НИИ и анализе этих сигналов со стабилизацией частоты сигнала оборотов машины,:при котором запись сигналов производят при непрерывном изменении во времени частоты оборотов машины, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамической разрешающей способности и сокращения времени анализа, частоту оборотов машины п изменяют во времени t по выражению
4t/4t
rt /n«n
m
где n, - частота оборотов машины в
начальный момент времени to, П| - максимаильная частота оборотов машины в момент време0ни tt,
Л1 t-to ,utm tiv, - to Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР
5 480292, кл. G 01 М 15/00, 1973.
2.Лолейт А.Р. и др. Следящий анализатор на основе магнитографа. Сб. виброакустические процессы в машинах и присоединенных конструк0циях, М., Наука, 1974, с. 136-141,
3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2110426/06,
кл. G 01 М 15/00, 1975 (прототип).
/с 04Ч 2о
I
GM0,6
о
л i
г
3
фиг. г
