Способ определения доли вибрации в сложной колебательной системе от каждого источника вибрации

Способ определения доли вибрации в сложной колебательной системе от каждого источника вибрации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:- .;Оюз Сбветсиих

Сбциалистичюских

Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.05,74 (21) 2028132/28 (51) M Кл/ F 160 (

//6 01 Н 3/06 с приеоединением заявки №

Гес1/дарстаенный иемитет

Фавата Иинистреа СССР

I6 делам нзоеретений и етиритий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13 (5;.. ; . ДК

62-567.7: 678.0! . (45) Дата опубликования описания 06.07.77 .534(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Водопьянов и Д. В. Баженов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛИ ВИБРАЦИИ OT

КАЖДОГО ИСТОЧНИКА ВИБРАЦИИ В СЛОЖНОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ

СИСТЕМЫ

Изобретение относится к борьбе с шумами и вибрациями и может быть использовано в акустической диагностике машин для определения доли вибрации, создаваемой каждым источником вибра. ции сложных колебательных систем.

Известны способы определения доли акустических колебаний от каждого источника, заключающиеся в измерении колебаний и их взаимных энергетических спектров с помощью датчиков давления, расположенных у источников и в точке контроля уровня колебаний 11) .

Недостатком известных способов является большая погрешность определения доли вибрации в сложной колебательной системе от каждого источника вибраций.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности является способ определения доли вибрации в сложной колебательной системе от каждого источника вибраций, заключающийся в том, что измеряют вибрации и взаимные энергетические спектры вибрационных процессов системы с помощью датчиков вибрации, которые располагают в точках крепления источников вибрации к системе и в точках контроля уровня вибраций и обраба тывают полученные данные (21.

Недостаток известного способа состоит в неточности определения виброактивности источников, так как не учитываются перекрестные связи между статистически зависимыми источниками вибрации через переходные проводимости (адмитансы) механической системы. Это приводит к тому, что интенсивность вибрации около относительно слабого источника за счет большого значения адмитанса будет определяться мощным источником вибрации и при1а ведет в конечном счете к большой ошибке в

1 определении вклада источника в виброактивность колебательной системы.

Цель изобретения — повышение точности определения виброактивности источников.

15 Указанная цель достигается тем, что прикладывают внешнюю силу, изменяющуюся по заданному закону, например по гармоническому, последовательно во всех точках крепления источников вибрации и измеряют при этом комплексные коэффици20 енты ппаредачи вйбуации в точках крепления относи. тельно вибрации в точке приложения силы и при обработке полученных данных определяют собственные энергетические спектры каждого источника вибрации, затем умножают полученные собственные р энергетические спектры источников вибрации на

553376 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 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 то -сах, .крепления источников вибрации 3, причем выходы датчиков 2 соединены с выходами усилителей много. канального коммутатора 4, управляющий вход которого сдединен с выходом устройства управления 5, а выходы усилителей многоканального коммутатора 4 соединены с входами многоканального устройства 6 записи и воспроизведения вибрационных 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 устройством9, другой: вход которого соединен с выходом ус1ройства 10 записи и воспроизведения комплексных коэффициентов 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 множитель.ного устройства 13, другой вход которого соединен с выходом устройства 14 измерения модуля коэффициента передачи .вибраций, вход которого соединен с выходом устройства 10. Выход датчика 15 ускорений, расположенного в i.oíòðîëüíîé точке системы 1, соединен с входом усилителя коммутатора 4, а выход víòåãðàòîðà 16 соединен с выходом множительного устройства 13, причем выход интегратора 16 соединен с устройством нормирования 17, выход которого соединен 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 измерения комплексных коэффициентов передачи вибрации между указанными точками. Комплексные коэффициенты передачи вибрашгй измеряют путем приложения к системе последовательно в точках крепления вибрирующих механизмов известной 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: !

О хх Tl

Vi ! G(f)= Е K (f)K (f)G (Х) ч

К1 тп=1 КтП farl nlnl и ч .е е к()к"и)г (,)

1=1 en=a н j х где w j — Реально измеряемый частотный спектр. г между точками и ч ерений у и )

Ю собственныи энергетический спектр ис (f) точнйка виорации в точке m (спектр, который был б ы измерен в точке m, если бы можно выключить все ю источники вибрации кроме m — го);

ФЧ

- взаимный спектр источников вибрации в

G(f) точках i u m (спектр, который мог бы быть измерен непосредственно в точках i u m npu условии I K (f) =O. тти

K (5), К (f) К (f).

- комплексные коэффициенты передачи вибрации между точками измерении )с и

m,1 и m,ê и соответственно; п - число источников вибрации.

Затем, определив собственные энергетические спектры 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 датчи ка15 подают на входл усилителей многоканального электронного коммутатора 4. При измерении вибраций и взаимных энергетических спектров виб45 рационных процессов в точках крепления источников вибраций 3 и в контрольной точке системы 1 выходные сигналы 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, при этом на вход автоматической настройки частоты анализатора 7 подана сигналы в ысокочастотных гетеродинов генератора ГЗ-18 устройства управлеч5 ния 5. Выходные сигналы спектрального анализатора 7 и частотомера устройства управления 5 подают соответственно на входы цифрового преобразователя и устройство (УЗЦИ) устройства & записи взалмного энергетического спектра вибра6О ционных процессов, при этом выходной сигнал

553376 генератора звуковой истоты устройства 5 подают на, =õoä частотомера это а устройства, а электронное устройство сравнени.; истоты (также входит в уст;ойство 5) при установлении заданной частоты перестраиваемого генератора вьщает электрический сигнал на вход управления электропривода генератора и останавливает последний, В устройстве 8 на перфоленте регистрируют во 2-10 коде последовательно частоту настройки анализатора 7 и взаимный энергетический 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 на входы электрического вибратора 11 который ..танавливают последовательно з точках крепления ис очников вибраций 3. Выходной импульсный сигнал электронйого устройства сравнения частоты устройства 5 подают на управляющий вход много- анального 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 сигна1 лами других датчиков, при последовательном переключении каналов коммутатора 4. Выходной сигнал, устройства 12 подают на вход цифрового преобра. зователя устройства 10 записи и воспроизведения

ККП, при этом выходной импульсный сигнал электронного устройства сравнения частоты и выходной сигнал частотомера устройства упгчвления 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 1. Выходной сигнал устройства 9,представляющий собственный энергетический спектр источника вибрации, подают на вход множительного устройства 13, на другой вход которого подают выходной сигнал из устройства 14. Выходной сигнал множительного устройства 13, представляющий

coFoQ энергетический спектр, подают íà вход цифрового интегратора (сумматора) 16, где энергетический спектр интенгрируют по частоте. Выходной сигнал интегратора 16 подают на вход устройства нормирования 17, на другой вход которого подают выходной сигнал устройства 6,представляющий собой сигнал общего уровня вибрации в контрольной.!

1 точке системы. 60

В устройстве ) 7 измеряют отношение Ьыходно "o 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 .сравнению с известными является. повышение точности и исключение ошибок при определении виброактивности источников вибрации вследствие учета перекрестных связей между стат".:тически зависимыми источниками вибрации через пере.содные щювоцимости (адмитансы) механнчсс - системы. Перекрестные связи и возможная ме-:,ан ескач связь между источниками учитываются измерением комплексных ,коэффициентов передачи впбрацьщ. (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 располагают в точках крепления источников вибрации к системе и в точках контроля уровня вибраций и обрабатывают полученные данные, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения виброактивности источников, прикладывают внешнюю силу, изменяющуюся по заданному закону, например по гармоническому, последовательно во всех точках крепления истопиков 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 истопника вибрации, затем умножают зти спектры 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 сигналы, интеграторов, измеряя отношение выходного сигнала интегратора к общему уровню вибрации системы в контрольной точке и получают долю вибрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. IASA мо427, 1955, с. 236 — 246.

2. Генкин М.Д. Применение корреляционного метода к расчету динамических характеристик механических систем в условиях их нормальной эксплуатации. - Сб. Виброакустическая активность механизмов с зубчатыми передачами, 1971, с.205-про тотип.

553376

Составитель О. Жулнна

Теаред С. Бела

Корректор И. Гоксян гндактоР С. Тятова

Заказ 187/38

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Тираж 11S4 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мянистров СССР по делам нзобр етеяий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5