ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Виброакустический сигнал и выбор системы измерения и обработки информации из "Вибрации в технике Справочник Том 5 " Характер виброакустических сигналов. Виброакустический сигнал механизма имеет сложную структуру, зависящую от динамики механизма и набора комплектующих его узлов. Для примера рассмотрим природу возникновения колебаний нескольких типовых узлов механизма. [c.389] Подшипники качения и скольжения должны обладать такими свойствами, чтобы обеспечить вращение вала с минимальными потерями энергии и постоянством положения оси вала относительно системы координат, связанной с корпусом подшипника. Однако можно указать большое число погрешностей в элементах подшипника, которые приводят к нарушению этих требований. Так, например, в подшиннике качения источниками колебаний являются волнистость и овальность беговых дорожек, огран-ность тел качения, дисперсия их диаметров, наличие радиального зазора, что приводит к сложному характеру движения центра вала под влиянием переменной силы взаимодействия контактирующих деталей [21, 10]. При этом измеряемый сигнал имеет вид импульсов с высокочастотным заполнением, модулированных по амплитуде случайным процессом. Спектр этого сигнала широкополосный с наличием большого числа гармоник, кратных основным частотам возбуждения, приведенным в табл. 1. [c.389] При износе подшипников качения наблюдается увеличение зазора, приводящее к ударному взаимодействию вала с телами качения, что связано с увеличением амплитуды полигармонического сигнала. Увеличение шероховатости поверхностей вызывает увеличение уровня шумовой компоненты. [c.389] Зубчатое зацепление служит для передачи вращательного движения от механизма к механизму с преобразованием мощности и частоты вращения. На зуб, находящийся в зацеплении, действует переменная сила нагружения, вызывающая в нем колебания с частотой повторения (зубцовой частотой), кратной произведению числа зубьев на оборотную частоту. При этом одновременно действует несколько факторов, вызывающих существенное усложнение виброакустического сигнала неуравновешенность вращающихся деталей приводит к появлению в спектре исследуемого сигнала частот кратных оборотной частоте /оз, кинематические погрешности, допущенные при нарезании зубьев и сборке колес, приводят к появлению частот, кратных числу зубьев делительного колеса станка, на котором нарезается зубчатое колесо (см. табл. 1), а также к амплитудной и фазовой модуляции колебаний на зубцовой частоте, что проявляется в спектре в виде набора боковых составляющих fg kf . [c.389] Увеличение трения при нарушении геометрии колес в процессе их эксплуатации приводит к увеличению уровня шумовой компоненты. [c.395] Большие скорости вращения деталей в редукторе при больших нагружающих моментах определяют характер колебательных процессов, сопровождающих его работу. [c.395] Исследовать раздельное влияние каждого зуба на характер колебательных процессов в редукторе как и в подшипнике, нецелесообразно, поэтому для выделения полезного сигнала на фоне помех при диагностировании редуктора используют различные методы частотной фильтрации а также детектирование амплитудное и фазовое с последующим статистическим анализом. [c.395] При изменении параметров состояния ДВС, например момента впрыска топлива, нарушения в работе газораспределительного механизма, износа поршневых колец, увеличении зазора между поршнем и втулкой связанные с работой этих устройств импульсы смещаются по фазе, изменяются их амплитуды и длительности, появляются новые импульсы. Для временного выделения соответствующих импульсов методом стробирования наиболее благоприятным режимом является работа двигателя с низ кой, но достаточно устойчивой частотой вращения коленчатого вала [10]. [c.395] Рассмотренные примеры показывают сложность колебательных процессов, возникающих в работающем механизме, поэтому выделение полезного сигнала от диагностируемого узла сопряжено с определенными трудностями, тем большими, чем меньше используется каналов измерительной информации. [c.396] Формирование и измерение виброакустического сигнала в механизме. Схема формирования и расшифровки информации от (-го узла механизма при использовании одного датчика показана на рис. 6 [21]. [c.396] Во втором случае трудности задачи диагностирования возрастают, так как внутри-агрегатные связи делают области значений диагностических признаков перекрывающимися. При этом методы распознавания усложняются, а вероятность постановки правильного диагноза падает. [c.396] Уменьшить влияние помех можно разделением механизма на более простые агрегаты с установкой датчиков в наиболее информативных точках конструкции, позволяющих оценить работоспособность данного узла. В роторных механизмах, например, наиболее целесообразно подключение датчиков на входном и выходном валах с последующей оценкой совместных двумерных характеристик. Помимо этих мероприятий целесообразно проводить различные преобразования, увеличивающие отношение сигнал/помеха. [c.396] В соответствии с принятым разбиением объекта контроля на динамические звенья II перечнем технических состояний, подлежащих распознаванию, может быть произведен предварительный выбор средств измерения и геометрии их расположения на объекте исходя из следующих соображений. Прежде всего необходимо упорядочить перечень технических состояний для каждого выделенного динамического звена в соответствии с классификационной схемой дефектов. [c.397] Измеряемые параметры выбирают нз соображений максимального информационного вклада виброакустического сигнала, место расположения датчика должно быть по возможности приближено к потенциальному источнику возбуждения колебаний. [c.397] В реальных условиях при отработке методов диагностики конкретных объектов систему измерения выбирают избыточной н обычно модифицируют в соответствии с полученными практическими результатами, прежде чем придать ей окончательный вид. [c.397] Исходная информация об измеряемых виброакустических параметрах динамических звеньев объекта контроля может обрабатываться в диагностических целях как непосредственно в ходе функционирования объекта (в реальном масштабе времени), так и постфактум — по результатам проведенного эксперимента. Во втором (часто и в первом) случае неизбежной оказывается регистрация измеряемых электрических эквивалентов виброакустических параметров на магнитных носителях с последующим многократным воспроизведением записей, обработкой и анализом их на специализированной аппаратуре для статистических исследований и ЭВМ. При этом к магнитным регистраторам предъявляют повышенные требования к точности и синхронности записи — воспроизведения многих параметров, идентичности соответствующих каналов по АЧХ и ФЧХ, возможности одновременной регистрации как низких (включая постоянную составляющую), так и высоких частот, управляемому изменению скоростей протяжки ленты. Этим условиям удовлетворяют специальные прецизионные многоканальные магнитные регистраторы с частотной модуляцией записываемых сигналов в диапазоне частот О—20 кГц и выше. [c.397] Процедура поиска характерных диагностических признаков. Рациональный выбор диагностических признаков, т. е. характеристик колебательных процессов, сопровождающих работу машин и механизмов, в значительной мере определяет успех решения задачи виброакустической диагностики. [c.397] Признаки выбирают по следующей схеме. [c.397] На основании проведенной процедуры составляют словарь характерных диагностических признаков, однозначно реагирующих на проявление отдельного вида дефекта. В случае отсутствия характерных признаков распознаванйе состояний механизма осуществляется по совокупности признаков в соответствии с теорией распознавания образов. [c.398] Вернуться к основной статье