страница - 134
4.2.2. Классификация объектов контроля н методов вябродивгностикн
Объект контроля
Современные методы диагностики
Основные диагностические признаки
Элементы конструкции:
стержни, балки, диски и т.д.
демпфирующие элементы, пружины и т.д.
Многослойные конструкции, обшивки и т.д.
Корпус работающего механизма, трубопроводы, двигатели внутреннего сгорания
Механизм роторного действия, зубчатые передачи и т.д.
Объект сложной конструкции, летательные аппараты
Простукивание; динамическое нагружение
Возбуждение нелинейных колебаний
Локальные свободные колебания
Анализ сигнатуры колебаний Сличение спектров Компарирование
Выделение корреляционных функций
Спектральный анализ
Кепстральный анализ
Экстремальная фильтрация; динамическое нагружение
Изменение собственных частот А со о , добротности Q, декремента затухания 5
Изменение жесткости А С , декремента затухания 5 , интенсивности силы сг сухого трения
Изменение собственных частот А со о , импеданса A Z
Превышение шума над пороговым уровнем
LS = Sc - .$эт, А А = — Ап орог
Изменение корреляционных и передаточных параметров
Изменение спектральных составляющих сигнала A Sn ; появление комбинационных частот со = л со о ± /ясов
Изменение временных характеристик кепстра А т
Изменение амплитуд А А и форм колебаний А Ап, собственных частот А со о , подвижности Yy добротности резонанса
Примечание. SC9 - спектры исследуемого и эталонного сигналов соответственно; АС9 Аи о ро г ~ УР0ВНИ исследуемого и допустимого сигналов; сов - циклическая частота возбуждения.
Наибольшее распространение кепстраль-многоканальные приборы: ный метод получил при диагностике зубчатыхпоследовательного действия;
колес редукторных механизмов, имеющих„„„о™™,,™ ппй
~„параллельного действия
разный износ поверхностей.
Виброизмерительная аппаратура содержит:многофункциональные приборы: 1. Комплекс стационарных лабораторныханализаторы вибрации;
приборов:микропроцессоры
2.Комплекс переносных лабораторных и промышленных приборов.
3.Комплекс приборов для испытательной техники:
приборы с управлением вибрационным процессом; многокомпонентные приборы; приборы для формирования и измерения широкополосной случайной вибрации.
Комплекс стационарных лабораторных приборов предназначен для исследования и отработки различных объектов и их элементов при воздействии на них механических нагрузок.
Комплекс переносных приборов предназначен для последовательного или параллельного контроля уровней вибрации и шума в одной или несколько точках объекта, технической диагностики и балансировки вращающихся частей машин и механизмов и включает в себя контрольно-сигнальную, балансировочную и вибродиагностическую аппаратуру.
Комплекс приборов для испытательной техники предназначен для испытания продукции на воздействие вибрационных, ударных нагрузок и акустических шумов и включает приборы и средства задания, воспроизведения механических нагрузок, аппаратуру управления, контроля и измерительную аппаратуру. Эти приборы должны обеспечивать достоверность проведения испытаний и соответствовать требованиям технических условий на объект и условиям их эксплуатации.
многоканальная виброизмерительная аппаратура, широко применяемая в системах вибродиагностики, классифицируется по основным принципам измерения:
последовательное измерение параметра вибрации в отдельных точках объекта;
параллельное измерение параметра вибрации одновременно во всех контролируемых точках объекта;
комбинированные приборы с параллельной записью параметров вибрации во всех исследуемых точках и с последовательным измерением этого параметра в каждой точке.
При использовании аппаратуры последовательного измерения параметра вибрации на объекте в контрольных точках закрепляют вибродатчики, подключаемые через согласующие предусилители к электромеханическому или электронному коммутатору, с помощью которого они поочередно подключаются к измерительному прибору.
Аппаратура для параллельного измерения параметра вибрации имеет столько канальных усилителей и измерителей, сколько датчиков установлено на объекте. Такая аппаратура представляет собой набор одноканальных виброизмерительных приборов.
Комбинированные приборы являются более перспективными, поскольку они позволяют контролировать параметры вибрации в каждой точке объекта, оперативно оценивать их экстремальное значение, проводить коммпарирование с допустимыми уровнями вибрации, исключая тем самым отдельные, но характерные для объекта точки контроля. Такая аппаратура широко используется для вибродиагностики объектов со сложной механической конструкцией.
Основной тенденцией развития контрольных устройств для вибродиагностики является создание многоканальных систем с параллельной селекцией сигналов.
Комбинированные селекторы позволяют управлять режимом испытаний по максимальному, минимальному и среднему уровням вибрации.
При выборе аппаратуры в первую очередь необходимо установить местоположение точек контроля, необходимое* и достаточное число контролируемых точек, число измеряемых компонентов в каждой точке измерения, контролируемый параметр вибрации, диапазон частот, в котором возникновение характерного и опасного дефекта приводит к изменению амплитуд отдельных гармонических составляющих спектра или общего уровня вибрации.
Статистическая обработка материалов вибрационных исследований машин позволяет составлять карты распознавания дефектов. По этим данным можно судить о признаках дефектов и выбрать частотный диапазон аппаратуры, необходимый для обнаружения характерных неисправностей машины. Во всех случаях верхняя граница частотного диапазона не должна быть ниже удвоенной рабочей частоты вращения ротора.
Для измерения и анализа вибрации аналоговыми способами, обработки результатов цифровыми способами и получения на выходе гистограмм распределения уровней вибрации, фазовых диаграмм, частотной и временной зависимости уровня или фазы вибрации используют многофункциональные системы.
Автоматизированные системы подразделяют на три основные группы.
В первой группе ЭВМ используют для оперативной обработки сигналов.
Во второй группе ЭВМ обрабатывает сигналы и выдает сигнал корреляции при изменении режима испытаний.
К третьей группе относят полностью автоматизированные системы, в которых ЭВМ включена в цепь обработки, анализа и управления всем режимом работы по программе исследований. Простейшие автоматизированные системы оперативно измеряют и анализа руют характерные вибрации и сличают их с эталонными.
Случайная вибрация. Реальные вибрации являются случайными, поэтому для анализа объектов диагностирования необходимо измерять параметры широкополосной случайной вибрации.
Особенностью аппаратуры для измерения параметров случайной вибрации является наличие в ней частотно-избирательных цепей.
При образовании дефекта происходит изменение уровня вибрации в полосе частот Асо .
Для повышения информативности параметров вибрации в виброизмерительных приборах применяются фильтры, которые пропускают только составляющие спектра с частотами, лежащими в «пределах А со 0 . В этом случае сигнал на выходе фильтра состоит из суммы гармонического сигнала с амплитудой Aq и шумом Р (t).
Существует много типов фильтров, применяемых в вибродиагностической аппаратуре: активные аналоговые фильтры, множительные избирательные устройства, цифровые фильтры, механические и т.д.
Анализ случайной вибрации диагностируемого объекта целесообразно проводить с помощью двухканальных анализаторов в реальном времени. В каждом канале анализатора устанавливают процессор для быстрого преобразования Фурье и оперативной обработки информации. Наличие двух каналов обеспечивает возможность оценки состояния объекта по спектрально-корреляционным функциям, а также по кепстру. Результаты анализа выводятся на дисплей.
4.2.3. АКУСТИЧЕСКИЙ ШУМ
Акустический шум представляет собой случайный процесс, и поэтому при измерении его используют такие же характеристики, как при измерении случайной вибрации.
В простейшем случае измеряют уровень звукового давления акустического шума. Однако такое измерение не дает представления ни о распределении частот шума, ни о его восприятии человеком. Поэтому в аппаратуру для измерения акустического шума вводят корректирующие фильтры, частотные характеристики которых обозначаются буквами А, В, С и Д. Характеристика А в наибольшей степени приближает измерение акустического шума к восприятию звука человеком. Характеристика В более расширена в область низких частот. Характеристика С в незначительной степени зависит от частоты в области слышимых частот. Частотная коррекция с помощью характеристики Д предназначена для измерений авиационного шума.
Для измерения акустического шума применяют измерительные микрофоны.
Микрофон - электроакустический преобразователь, с помощью которого акустические колебания в воздушной среде преобразуют в электрический сигнал.
Наибольшее распространение получили измерительные микрофоны конденсаторной, пьезоэлектрической и электродинамической систем.
Действие конденсаторного микрофона основано на преобразовании звукового давления, на мембрану в изменение емкости конденсатора, образуемого мембраной и неподвижным электродом.
Действие пьезоэлектрического микрофона основано на возникновении переменного электрического потенциала на пьезоэлектрической пластине при воздействии на нее звукового давления.
С помощью микрофонов измеряют шумы машин, транспорта, частотные характеристики измерительной и вещательной аппаратуры. При этом микрофон располагают в контрольной точке поля или в точках поля, равномерно распределенных на измерительной поверхности. Контроль звукового поля проводят путем измерения зависимости звукового давления от расстояния до акустического центра источника и сравнения измеренной зависимости с теоретической.
Методом диффузного (или отраженного) звукового поля измеряют шумы машин, звукоизоляцию отражающих конструкций, звукопоглощение материалов, характеристики акустической аппаратуры по диффузному полю. Микрофон располагают в нескольких точках области диффузного поля и определяют среднее по объему значение звукового давления.
По методу в резонансных трубах, каналах, полостях определяют коэффициент звукопоглощения материалов при нормальном падении звуковой волны, характеристики акустических фильтров, глушителей шума, уровень звукового давления шума чистых тонов или в полосе частот, а также распределение звукового давления по сечению и вдоль канала.
Прибор для измерения шума состоит из измерительного микрофона, усилителя, корректирующих цепей, детектора и индикатора, шкала которого проградуирована в децибелах относительно звукового давления 2 • Ю-5 Па.
Для быстрого измерения уровня шума предназначены миниатюрные шумомеры. Их используют с конденсаторными и пьезоэлектрическими микрофонными капсюлями.
Для измерения импульсных шумов применяют специальные шумомеры, отличительными особенностями которых являются широкий частотный и динамический диапазон, возможность удержания пикового и средне-
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]