Спосіб вібраційного контролю машин

1. Спосіб вібраційного контролю машин шля хом виділення із вібросигналу власни х коливань, для чого із спектра вібросигналу, первісно одержа ного на якій-небудь робочій частоті d машини, ви діляють гармоніки з частотою у,, амплітуди яких Ац перевищують заданий рівень, повторний віброіспит прово дять з робочою ча сто тою h , задо вольняючою умову 1г * h при і * к, рез ультати якого використовують для визначення власних коливань машин, який відрізняється тим, що по вторний іспи т або і спити про водя ть з факти чною робочою часто тою h , відмінною від частоти U на Г вели чин у At =—, де Q - до бро тність коли валь2Q ної системи машини, після чого визначають амплітуди Агі гармонік % які порівнюють з величинами, пропорційними амплітудам An першого іспиту, і ті з них, які перевищують означені величини порівняння, відносять до власних коливань машини. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що доб ротність коливальної системи машини приймають добротність одного із її вузлів, яка найбільша се ред інших вузлів машини. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при здійсненні одного повторного іспиту йо го про во дять з робочою частотою f2, що є алгебраїчною су мою частот h та Af, і визначені амплітуди Агі по рівнюють з величинами 0,7Ац. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при здійсне нні прийнамні дво х по вторни х іспи ті в їх проводять з робочими частотами Ь = fі ± At, і виз начені амплі туди Аг, порі внюють з вели чинами амплітуд Ац. CM О CO CM Винахід відноситься до вібровимірювальної техніки і може бути застосований для вібраційного контролю технічного стану машин. Оцінку технічного стану машин проводять на основі визначення параметрів їх власни х коливань. В процессі експлуатації машин змінюється геометрія їх вузлів, жорсткість кріплення, знижується міцність через втому матеріале, - все це призводить до зміни частот власних коливань машин. Але визначення цих частот ускладнюється також тим, що їх треба відокремити від вимушених коливань машин. Один з методів визначення частот власних коливань полягає в зміні частоти робочого процесу машини, наприклад, частоти обертання ротора, частоти хода поршня (1). При цьому змінюється частота деяких складових спектра, які відносять до вимушених коливань. Відповідно складові, які не змінюють частоти при зміні частоти робочого процесу, відносять до власних коливань. Проте не виключена можливість наложения складових з різними кратностями частоти, які змінюються пропорційно частоті робочого процесу. Так, відомий спосіб вібраційного контролю машин шляхом виділення їх власних коливань із вібросигнала, для чого із спектра вібросигнала, первісно одержаного на якій-небудь робочій частоті ft машини, виділяють складові з частотою v,, амплітуди яких Ац перебільшують заданий рівень, і повторний віброіспит проводять з робочою частоV тою Ь, задовольняючій умові f2 *± fi — при і * к , v « результати якого використовують для визначення власни х коли вань машини - прото тип вина ходу (2). Відомому способу притаманні наступні недоліки: 1. Фіксація при повторних іспитах всіх гармонік спектра для подальшої обробки, що при порів CD 04 со О) 32642 няно невеликій кількості іспитів створює невизначеність рішення задачі. 2. Цей недолік посилюється також прийня тою процедурою обробки даних, яка включає опе рацію множення, що супро водж ується ве ликими похибками, та такий невизначений критерій як "ма лий добуток". 3. З Іншого боку, одержання достатнього масива даних потребує значної кількості іспитів. 4. Сама процедура обробки даних досить ск ладна, оскільки передбачає також одержання се реднього геометричного та пошук локальних мак симумів функії. Задачею винаходу є створення удосконаленого способу вібраційного контролю ма шин, який включає наведені ознаки відомого способу і на відміну від нього передбачає проведення повторних іспитів з фактичною робочою частотою h, відмінною від частоти першого іспиту fi на величиf, ну Д f =—, де Q - добро тність коливальної сис 2Q теми машини, порівняння амплідут А* гармонік vi з величинами, пропорційними амплітудам Аі, першого іспиту, і при перебільшенні перших віднесення цих гармонік до власних коливань машини, що зменшує невизначеність процедури виділення гармонік, здогадно належних до власних коливань машини. Такий результат дає прийом виділення на повторних іспитах тільки обмеженої кількості гармонік для подальшого аналізу. Робиться це на основі положення, що гармоніки, як» відносяться до власних коливань, мають знаходиться в межах резонансної характеристики машини. Одна із форм здійснення способу передбачає, що за добротність коливальної системи машини приймають добротність одного з її вузлів, яка найбільша серед цих характеристик інших вузлів машини. Це підвищує точність виділення власних коливань машини. При цьому при здійсненні одного повторного іспиту його проводять з робочою частотою 1г> що є алгебраїчною сумою частот fi та Af і визначені амплітуди Аг. порівнюють із значеннями 0,7 Ац. Такий захід скорочує кількість віброіспитів машини. При здійсненні більш одного повторних іспитів їх проводять з робочими частотами f2 = її ± АІ і визначені амплітуди Аг. порівнюють з величинами амплітуд Ац. Такий захід підвищує точність рішення. Наведений спосіб має таке обгрунтування. Вищеозначене у відомому способі правило вибору робочої частоти - це умова не обхідна, але недостатня. Потрібна ще додаткова умова, яка б при наявності в віброспектрі значної кількості суттєви х гармонік (амплітуди яких перебільшують заданий рівень) значно зменшила невизначенність процедури пошуку рішення задачі. Знаходиться ця умова з таких міркувань. 1. Ті суттєві гармоніки, які відносяться до власних коливань машини, мають знаходитись в межах резонансної характеристики машини. 2. Для реалізації цієї посилки фактична ро боча часто та h повинна також враховувати пара метричне значення означеної резонансної харак теристики, згідно з винаходом, - її добротності Q. Таким чином, визначено, що фактична робоча час тота І2 повинна бути відмінна від частоти U на веf, ли чи н у Аі -— . 2Q 3. Наведена добротність коливальної систе ми машини Q може бути визначена по різному: як середня арифметична, геометрична, квадратична та ін ш. Для підви щення точності рішений зада чі спосіб передбачає і таку форму визначення доб ротності: за добротність коливальної системи ма шини приймають добротність одного з вузлів, яка найбільша серед цих характеристик інши х вузлів машини. 4. Виходячи із граничної частоти смуги про пускання коливальної системи, максимальні зміни амплітуди гармонік тієїж частоти vi при повторно му іспи ті не будуть перебільшува ти 30% у порів нянні з амплітудами Ац. Наведений спосіб реалізується таким чином. Проводять перший віброіспит з якою-небудь робочою частотою fi. Вібросигнал з конструкційних елементів машини фіксується віброперетворювачем, наприклад, п'єзодатчиком і поступає до аналізатора спектру, наприклад, типу С4-. Із одержаного спектра вібросигнала виділяють його складові (гармоніки) з якоюсь частотою v, , амплітуди яких Ац перевершують заданий рівень (суттєві гармоніки). На цьому етапі випробувань ще невідомо, які з означених гармонік частоти v, відносяться до власних коливань машини. Далі визначають такі режими роботи машини, які виключають наложения гармонік різної кратності. Для цього робочу частоту f2 повторного V. віброіспиту вибирають із першої умови іг * h —v . при і * к . Далі, в межах цієї частоти уточнюють значення фактичної робочої частоти h, яка повинн а бути ві дмінн ою ві д ча сто ти fi на ве ли чин у 2Q З визначеною робочою частотою h проводять повторний іспит або іспити і визначають амплітуди А2, гармонік vt для порівняння з відповідними величинами амплітуд Ац гармонік v, першого іспиту. При цьому можливі такі варіанти проведення іспитів. При скороченні кількості повторних іспитів до одного його проводять з робочою частотою І2, що є алгебраїчною сумою частот fi та Дї.,Тобто іспит може бути проведений з частотою f і + Аі або з частотою fi - Аі, Визначені амплітуди А2 . гармонік v, порівнюють із значенням 0,7 Аі, гармонік v, першого іспиту. Якщо Аг« дорівнює або більше 0,7 Ац, 7о ці гармоніки відносять до власних коливань малини. При здійсненні більш одного, двох повтор-их іспитів їх проводять з робочими частотами k 32642 =ft± ± Af . Тоб то один повторний іспит з частотою f2* s fі + дА , а другий ~ з частотою fs " = fi - At. Визначені амплітуди An гарм онік vt порівнюють іа повними величинам и амплітуд А» гарм онік vt першого іспиту. Якщо означена ам плітуда одного із повторних іспитів більше, а другого - м енше Аи, то гарм оніки Vi відносяться до власних коливань м аши ни. Виглядає ця ум ова таким чином. Якщо Ал* > An та АгГ Аи та Агі* < Аи. то ці гарм оніки відносять до власних ко ливань . Таке проведення Іспитів підвищує точність рішення задачі. Спосіб мож е знайти застосування для вібраційного контролю різних типів м ашин з рухом ими частинами, наприклад компресорів, турбін, двигунів внутрішнього згорання та інш. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна. 88000, м . Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (0 3 1 2 2 )3-7 2 -8 9 ( 0 3 1 2 2 )2 -5 7 -0 3