Анализатор спектра вибраций вращающихся деталей

Анализатор спектра вибраций вращающихся деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских >934235

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид- ву .№ 838401 (22) Заявлено 26.06.80 (21) 2946574/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06.82 (51) М. Кл.з

GO! Н 1 /00

Государстееиимй комитет по делам изоеретеиий и открытий (53) УДК 620.1.08 (088.8) .(72) Авторы изобретения

В. Ш. Яхин, А. И. Одинец и А. В. Асмоловский ь

J !

3 ! !

Омский политехнический институт (7!) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ВИБРАЦИЙ

ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для виброакустической диагностики деталей и узлов силовых установок.

По основному авт. св. № 838401 известен анализатор спектра вибрации вращающихся деталей, используемый для виброакустической диагностики деталей и узлов силовых установок, содержащий генератор переноса частоты, датчики вибраций и оборотов и две цепи, подключенные к датчикам вибраций и о оборотов соответственно, первая из которых включает последовательно соединенные блок измереНия и блок регистрации, вторая включает последовательно соединенные формирователь, первый делитель, параллельно соединенные по входам частотный преобразо- >s ватель и фазовый детектор, сумматор, управляемый генератор, смеситель частот, вторым входом подключенный к генератору переноса частоты, фильтр, второй и третий делители, выход одного из которых подклюго чен ко второму входу фазового детектора, а второй вход блока измерения соединен с выходом управляемого генератора, последовательно соединенными временным преобразователем и блоком сравнения, двумя измерителями периода, запараллеленными по входам и соединенными с выходом первого делителя, а выходами — с первым и третьим входами блока сравнения, синхронизатором, выходами подключенный ко входам измерителей периода и блока сравнения, а выход временного преобразователя подключен ко входу сумматора (1).

Недостаток известного анализатора состоит в том, что при использовании его требуется значительное время для определения технического состояния детали, поскольку он не позволяет производить измерение фазы гармонических составляющих.

Цель изобретения — повышение производительности контроля.

Указанная цель достигается тем, что анализатор спектра вибраций вращающихся деталей снабжен дополнительными, последовательно соединенными первым и вторым умножителями частоты, вход первого из них соединен с выходом первого делителя, блоком измерения и фазометром, последние из которых подключены вторыми входами соответственно к выходам управляемого генератора и основного блока измерений.

934235

1О

3

На чертеже представлена блок-схема анализатора спектра вибраций вращающихся деталей.

Анализатор спектра вибраций содержит генератор 1 переноса частоты, датчики 2 и

3 вибраций и оборотов и две цепи, подключенные к датчикам 2 и 3 вибраций и оборотов соответственно, первая из которых включает последовательно соединенные блок 4 измерения и блок 5 регистрации, вторая включает последовательно соединенные формирователь 6, первый делитель 7, параллельно соединенные по входам частотный преобразователь 8 и фазовый детектор 9, сумматор 10, управляемый генератор 11 смеситель 12 частоты, вторым входом подключенный к генератору 1 переноса частоты, фильтр

13, второй и третий делители 14 и 15,выход одного из которых подключен ко второму входу фазового детектора 9, а второй вход блока 4 измерения соединен с выходом управляемого генератора 1, последовательно соединенные временной преобразователь 16 и блок 17 сравнения, два измерителя 18 и 19 периода, запараллеленные по входам и соединенные с выходом первого делителя 7, а выходами — с первым и третьим входами блока 17 сравнения, синхронизатор 20, выходами подключенный ко вторым входам измерителей 18 и 19 периодов и блока 17 сравнения, выход временного преобразователя 16 подключен ко входу сумматора 10, дополнительные, последовательно соединенные первый и второй умножители 21 и 22 частоты, вход первого из них соединен с выходом первого делителя 7, блок 23 измерения и фазометр 24, последние из которых подключены вторыми входами соответственно к выходам управляемого генератора 11 и основного блока 4 измерений.

Анализатор спектра вибраций работает следующим образом.

Сигнал с частотой F< с датчика 2 вибраций подается на первый вход блока 4 измерения, на второй вход которого приходит сигнал с частотой

NFp + Fpq r где Fp - частота вращения ротора;

Г „— промежуточная частота; и - 1, 2, 3,... - номер исследуемой гармоники.

Образованный в блоке 4 измерения сигнал поступает на блок 5 регистрации. Частота сигнала, поступающего на второй вход блока 4 измерения, синхронно перестраивается с частотой опорного сигнала F<>„ который формируется датчиком 3 оборотов.

Опорный сигнал формируется в формирователе 6 и преобразуется во второй цепи. В первом делителе 7 этот сигнал преобразуется в сигнал с частотои — —, где М—

Fкоэффициент деления первого делителя 7, и поступает через частотный преобразователь 8 на вход сумматора 10. Частотный преобразователь 8 входит в состав широкопо4 лосной ветви управления (не обозначена) и осуществляет грубую перестройку частоты управляемого генератора ll во всем диапазоне частот слежения. С выхода фазового детектора 9, входящего в состав узкополосной ветви управления (не показана), синтезируют роторную частоту с точностью до фазы. На другой вход фазового детектора 9 поступает сигнал синтезированной роторной частоты F«который по частоте делится в делителях 14 и 15 в NK раз, где N и К— коэффициенты деления делителей 14 и 15, а затем поступает на вход сумматора 10.

Сигнал с частотой F,„ïóòåì переноса частоты NFp +Гпч формируется управляемым генератором 11 в область частот, пропускаемых фильтром 13 с помощью генератора 1 переноса частоты, настроенного на частоту

Гпч. Таким образом, на входы фазового детектора 9 поступают сигналы с частотами -1О-F и — "-. При равенстве частот выполняется нкусловие синхронизации и слежения

А кк что позволяет синтезировать роторную частот

У

Fp = — — — Fo .

NK

М

Выбором коэффициентов деления К и М

25 можно компенсировать редукцию в приводе датчика 3 оборотов, а с помощью коэффициента деления N блок 4 измерения настраивается на гармонику или субгармонику роторной частоты.

30 Частотный преобразователь 8 осуществляет перестройку управляемого генератора

11 в нестационарных режимах работы двигателя.. Измерители 18 и 19 периода измеряют в течение двух одинаковых интервалов

F времени, пс риод следования- импульсов — Д вЂ”.

Блок 17 сравнения определяет изменение периода сигнала с опорной частотой, а временной преобразователь 16 формирует сигнал, поступающий на сумматор 10 и затем на вход управляемого генератора 11, вызывая

40 ускоренную перестройку частоты генерации

NFp + 5пч

Синхронизатор 20 обеспечивает синхронную работу измерителей 18 и 19 периода и сумматора 10.

Измерение сдвига фаз между опорным

45 сигналом, поступающим с выхода блока 23 измерения, и гармоникой сигнала вибрации осуществляют фазометром 24. Чтобы эти сигналы совпадали по частоте в опорном канале, в состав которого входят датчик 3 оборотов, формирователь 6, первый делитель 7, первый умножитель 21 частоты, второй умножитель 22 частоты, блок 23 измерения, осуществляется компенсация редукции в приводе датчика 3 оборотов с помощью первого делителя 7 и первого умножителя 21 частоты. С помощью второго делителя 14 и второго умножителя 22 частоты фазометр

24 настраивают на измерение фазового сдвига гармоники или субгармоники роторной частоты. Измерение фазового сдвига осу5 ществляют на промежуточной частоте независимо от режима работы двигателя. Это достигается тем, что на оба блока 4 и 23 измерения поступает с выхода управляемого генератора 11 сигнал частотой Щ+ F„„, а в блоках 4 и 23 измерения выделяется сигнал промежуточной частоты Fäö. В результате этого становится возможным автоматическое измерение сдвига фаз между опорным сигналом, связанным с частотой вращения ротора, и гармоникой сигнала вибраций как на рабочих оборотах, так и при изменении числа оборотов двигателя, например, при его запуске.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что обеспечивается измерение не только амплитуды спектральных составляющих вибросигналов, но и фазовых соотношений между гармониками вибросигналов и опорным сигналом.

Такое измерение позволяет уменьшить время определения технического состояния деталей и узлов силовых установок. Например, 934235 б становится возможной балансировка ротора газотурбинного двигателя на рабочих оборотах, что резко увеличивает его ресурсы.

Формула изобретения

Анализатор спектра вибраций вращающихся деталей по авт. св. Хо 838401, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен дополнительными, последовательно соединен10 ными первым и вторым умножителями частоты, вход первого из них соединен с выходом первого делителя, блоком измерения и фазометром, последние из которых подключены вторыми входами соответственно к выl5 ходам управляемого генератора и.основного блока измерений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР

Мо 838401, кл. G 01 Н 1/00, 1979 (прототип) .

Составитель А. Шман

Редактор Н. Пушненкова Техред А. Бойкас Корректор У. Пономаренко

Заказ 391! /33 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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