Устройство для спектрального анализа колебаний узлов машин

Устройство для спектрального анализа колебаний узлов машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СОЮЗ Советских

Социалистических

Реотублик (11) 610000 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21,03.75 (21) 2120496/25-12 с присоединением заявки пе (23) Приоритет (43) Опубликовано 050678.Бюллетень РЙ21 (45) Дата опубликования описания 060578 (53) М. Кл.

G oI N I,/"06

13 01 Н 13/26

Государственный номнтет

Совета Инннстроа СССР по делам нзооретеннй н открвтнй (53) УДК 616-о7 (088.8) (72) втор изобретения

С.С. Бруфман

P3) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА кОлеБАний УзлОВ мАщин

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в текстильной промышленности. Оно предназначено для анализа спектра вибраций вращающихся деталей объектов, например, машин прядильного производства.

Известно устройство спектрального анализа колебаний узлов машин при помощи акустической диагностики, содержащее блок регистрации сигналов, блок разделения сигналов, блок измерения параметров сигнала, которое обеспечивает контроль узлов машин путем спектрального анализа(11 .

Такое устройство производит амплитудно-частотный анализ только в одной точке машины, что недостаточно для полного анализа объекта.

Наиболее близким к изобретению по оп технической сущности является устройство для анализа вибраций, содержащее датчики состояния, соединенные с дискретным фильтром, состоящим из последовательно соединенных синхронных детекторов, интеграторов и сумматоров, блок размещениЯ элементов индикации, имеющим задатчик и элементы сравнения, блок формирования видеосигналов, включающий логические элементы и элементы ЭО сравнения и неравнозначности, блок индикации и формирователь ортогональных функций(Я, Недостаток этого устройства состоит в том, что оно может производить амплитудно-фазовые измерения параметра только в одной точке исследуемой машины.

Цель изобретения — повышение точности спектрального анализа путем представления на блоке индикации одновременно по нескольким параметрам амплитуд и фаз по нескольким частотам колебаний в исследуемой машине.

Эта цель достигается тем, что задатчик блока размещения элементов индикаций соединен с его элементами сравнения и с сумматорами дискретного фильтра, при этом выходы элементов сравнения блока размещения элементов индикации связаны с последовательно соединенными элементами сравнения, неравнозначности и логическими элементами блока формирования видеосигналов, выход которого соединен с блоком индикации, входы синхронизации последнего подключены к формирователю ортогональных функций, выходы которого связаны с блоком размещения элементов индика-! ции и с дискретным фильтром.

610000

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема.

Устройство содержит датчики 1 состояния, дискретный фильтр 2, блок 3 раз-5 мещения элементов индикации, блок 4 формирования видеосигналов, блок 5 индикации, формирователь б ортогональных функций, исследуемую машину 7 прядильного производства. 10

Датчики 1 состояния включают в себя датчик 8 скорости вращения вадов машины, датчик 9 вибраций, датчик 10 линейной плотности массы.

Дискретный фильтр 2 содержит син- 15 хронные детекторы 11 и 12; интеграторы 13 и 14 и сумматоры 15 и 16.

Блок 3 размещения элементов индикации состоит из элементов сравнения

17 — 20 и задатчика 21. 20

Блок 4 формирования видеосигналов содержит элементы неравнозначности 22 и 23 и логические элементы И -24; ИЛИ -25.

Формирователь б ортогональных функ-25 ций состоит из генератора 26, триггеров 27-29, делителей 30, генератора 31 пилообразного напряжения строчной развертки и генератора 32 кадровой развертки и делителя 33.

Устройство работает следующим образом.

В процессе проведения испытаний исследуемой машины 7 в полном комплексе во всех датчиках 1 состояния формируются электрические колебания, которые пропорциональны механическим колебаниям узлов машины. Эти электрические колебания проходят статистическую обработку через синхронные детекторы 11 и 12, а затем поступают 40 на интеграторы 13, 14 и далее — на сумматоры 15 и 16. Одновременно от генератора 26 поступают импульсы на триггеры 27-29 формирователя б ортогочальных функций, с выхода которого 45 поступают сигналы попарно сдвинутые на четверть периода триггеров. Таким образом формируются импульсы управления синхронными детекторами 11 и 12.

Путем выбора соответствующей частоты 50 генератора 26 формирователя б можно получить идентичные спектры разложения Сигналоэ для анализа работы узлов машины по различным каналам.и сравнивать их между собой. Сигналы от триггеров 28 и 29 поступают также на синхронные детекторы 11 и 12, которые осуществляют синхронный съем соответствующей составляющей для дальнейшей обработки входных сигналов от датчиков 1 состояния.

На сумматоры 15 и 16 поступают также сигналы от задатчика 21 блока 3 размещения элементов индикации, при помощи которого осуществляется размещение элементов индикации на экране 65 блока 5 индикации горизонтальной оси, вертикальной оси. В задатчике 21 путем изменения напряжений, поступающих на вход сумматора 15 и 16, осуществляется перемещение элементов индикации по строкам и кадрам экрана блока 5 индикации. Количество таких источников напряжения с изменяющимися параметрами определяется из соотношения количества строк и столбцов элементов индикации на экране. Например, если э устройстве осуществляется обработка по трем каналам датчиков 1 состояния и пяти диапазонам частот, то потребуется пятнадцать элементов индикации.

Сигналы в виде медленно изменяющихся напряжений с выходов сумматоров 15 и 16 поступают на соответствующие входы схем сравнения 19 и 20.

На выходе схем сравнения 19 и 20 появляются сигналы в моменты равенств входных сигналов с пилообразным напряжением, поступающим с генераторов 31 Э и 32 строчной и кадровой развертки формирователя 6, и поступают на схемы неравнозначности 22 и 23.

С выхода задатчика 21 напряжение начала отсчета поступает на схемн сравнения 17 и 18, где также происходит сравнение этих напряжений с пилообразными напряжениями генераторов 31 и 32. В момент равенства напряжений вырабатываются прямоугольные импульсы, которые поступают на другие входы схем неравнозначности 22 и 23.

Элементов сравнения 1.7-20 в каждом канале не более четырех. Часть их работает одновременно на несколько каналов, которые имеют общий нулевой отсчет по строкам или по столбцам. Видеосигналы на выходе каждого элемента сравнения дают разделение экрана блока 5 индикации на две части на правую и левую или на верхнюю и нижнюю, причем правая-белая, левая-черная, верхняя-белая, нижняя-черная. Одна из этих границ черного и белого является началом отсчета, другая определяет значение измеряемого параметра, т.е. значение показаний датчиков 1 состояния в действительной или мнимой составляющей Vэ или Эп,. Таким образом два импульсных напряжения, определяющих разделение экрана на верхнюю и нижнюю половину, поступают на элемент неравнозначности 23, а разделения экрана на левую и правую половину в виде импульсных напряжений поступают на входы элемента неравнозначности 22. На выходе элементов неравнозначности 22 и 23 формируются две черных полосы на светлом фоне экрана.

Одна из них вертикальная — выход элемента 22, другая горизонтальная— выход элемента 23. Ширина этих полос определяет действительную Я и мни610000 мую составляющую измеряемого сигнала датчика.

При помощи логического элемента

И 24, на который поступают сигналы ст элементов неравноэначности 22 и

23, формируется прямоугольник — элемент индикации, вертикальная сторона которого определяет мнимую составляющую Ъ;;; а горизонтальная сторона и действйтельную к е диагональ прямо- р угольника определяет вектор, по которому определяется фазовый угол. Фазовые углы элементов индикации позволяют наиболее оперативно определить неисправный узел и место неисправной детали по расположению датчиков на проверяемой машине. Визуальное сравнение сигналов от датчиков по различным частотам осуществляется по горизонтали.

Таким образом контроль машин, например прядильного производства беэ пряжи, дает значительный зкономический эффект из-за высокой стоимости сырья, так как снижаются потери пряжи. Спектральный анализ колебаний, возникаю25 щих при работе машины без пряжи, позволяет с меньшей погрешностью определять неисправность узлов самой машины без воздействия помех от пряжи, а также более оперативно оценить работу ма30 шины. формула изобретения

Устройство для спектрального ана- д лиза колебаний узлов машин, например, прядильного производства, содержащее датчики состояния, соединенныс с дискретным фильтром, состоящим из последовательно соединенных синхронных детекторов, интеграторов и сумматоров, блок размещения элементов индикации, имеющим задатчик и элементы сравнения, блок формирования видеосигналов, включающий логические элементы и элементы сравнения и неравнозначности, блок индикации и формирователь ортогональных функций, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности анализа, задатчик блока размещения элементов индикаций соединен с ето элементами сравнения и с сумматорами дискретного фильтра, при :. том выходы элементов сравнения блока, размещения элементов индикации связаны с последовательно соединенными элементами сравнения, неравнозначности и логическими элементами блока формирования видеосигналов, выход, которого соединен с блоком индикации, вхолы синхронизации которого подключены к формирователю ортогональных функций, выходы которого связаны с блоком размещения элементов индикации и с дискретным фильтром.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе:

1. Павлов Б.П. Акустическая диагностика машин, М., 1971, стр. 5 °

2. Авторское свил тельство СCCP

9 392421, кл. Q 01 Я 1/06.

Составитель Г. Соколова

Редактор Г. Кузьмина Техред М. Борисова Корректор А. Гриценко

Заказ 2999/32 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4(5

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