RU2647513C2 - Method for determining oscillation frequencies of a mechanical system by using a rotating pendulum - Google Patents

Method for determining oscillation frequencies of a mechanical system by using a rotating pendulum Download PDF

Info

Publication number
RU2647513C2
RU2647513C2 RU2015153646A RU2015153646A RU2647513C2 RU 2647513 C2 RU2647513 C2 RU 2647513C2 RU 2015153646 A RU2015153646 A RU 2015153646A RU 2015153646 A RU2015153646 A RU 2015153646A RU 2647513 C2 RU2647513 C2 RU 2647513C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pendulum
frequencies
natural
electric motor
oscillation frequencies
Prior art date
Application number
RU2015153646A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015153646A (en
Inventor
Анатолий Иванович Артюнин
Сергей Иванович Попов
Олег Юрьевич Суменков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2015153646A priority Critical patent/RU2647513C2/en
Publication of RU2015153646A publication Critical patent/RU2015153646A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647513C2 publication Critical patent/RU2647513C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H13/00—Measuring resonant frequency

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

FIELD: metrology.
SUBSTANCE: invention relates to metrology, in particular to a method for determining natural oscillation frequencies of a mechanical system. Method for determining natural oscillation frequencies of a mechanical system, comprising fixing an electric motor to the structure, on the shaft of said electric motor, a freely adjustable pendulum with a changeable inertia moment of its mass is installed by using a rolling bearing, and when the shaft of the electric motor rotates, the pendulum due to friction in the support depending on its inertia moments of starts to rotate with different angular velocities (frequencies) of rotation and these rotational speeds, which are measured by an optical tachometer, determine the resonance oscillation frequencies of the mechanical system (structure). Natural circular oscillation frequencies of the mechanical structure are determined by the occurrence of an event in which the angular rotation velocity of the pendulum differs from the angular rotation velocity of the electric motor shaft, and then, changing the mass inertia moment of the pendulum both in the direction of increasing and decreasing by hanging or removing weights from the pendulum's rod, remaining circular natural oscillation frequencies of the structure are determined.
EFFECT: technical result is the possibility of measuring the natural (resonance) oscillation frequencies of mechanical systems.
1 cl, 2 dwg

Description

Описание изобретенияDescription of the invention

1.1. Область техники, к которой относится изобретение1.1. FIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к определению собственных частот колебаний механических систем.The invention relates to a testing technique, namely to determining the natural frequencies of oscillations of mechanical systems.

1.2. Уровень техники1.2. State of the art

Большинство известных способов определения собственных частот колебаний механической системы основываются на двух методах возбуждения колебаний. Это возбуждение собственных затухающих колебаний механической системы и возбуждение вынужденных колебаний.Most of the known methods for determining the natural frequencies of oscillations of a mechanical system are based on two methods of excitation of oscillations. This is the excitation of their own damped oscillations of a mechanical system and the excitation of forced oscillations.

На основе первого метода предлагаются, например, следующие способы определения собственных частот колебаний механической системы.Based on the first method, the following methods are proposed, for example, for determining the natural frequencies of oscillations of a mechanical system.

Наиболее распространенный способ определения собственной частоты колебаний механической системы, заключается в том, что в системе возбуждают свободные затухающие колебания, записывают амплитудно-временную зависимость системы, по которой определяют собственную частоту, измеряя период, и логарифмический декремент. Однако это возможно, когда система имеет одну собственную частоту колебаний или в системе имеется возможность возбуждения колебаний по собственным формам (Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. / Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов. Справочник. - Киев: Наукова думка, 1971, - с. 52-60).The most common method for determining the natural frequency of oscillations of a mechanical system is that free damped oscillations are excited in the system, and the amplitude-time dependence of the system is recorded by which the natural frequency is determined by measuring the period and the logarithmic decrement. However, this is possible when the system has one eigenfrequency of oscillations or the system has the possibility of exciting oscillations in its own forms (Pisarenko G.S., Yakovlev A.P., Matveev V.V. / Vibration-absorbing properties of structural materials. Reference book. - Kiev: Naukova Dumka, 1971, p. 52-60).

Другой способ определения динамических характеристик механической системы, в том числе собственных частот колебаний, изложен в документе (ГОСТ 30630.1.1-99. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Определение динамических характеристик конструкции. Метод 100-3, с.6-7, Приложение Б, с.10). В данном способе возбуждаются затухающие колебания, записывают амплитудно-временную зависимость системы, по которой определяют собственные частоты системы, а также выделяют полосовым фильтром с выбранными частотами срезы частотных составляющих, по которым определяют логарифмические декременты.Another way to determine the dynamic characteristics of a mechanical system, including natural vibration frequencies, is described in the document (GOST 30630.1.1-99. Test methods for resistance to mechanical external factors of machines, devices and other technical products. Determination of dynamic characteristics of the structure. Method 100 -3, p.6-7, Appendix B, p.10). In this method, damped oscillations are excited, the amplitude-time dependence of the system is recorded, by which the eigenfrequencies of the system are determined, and also cut-offs of the frequency components are determined by a band-pass filter with the selected frequencies, according to which the logarithmic decrements are determined.

Еще один способ предлагается в документе (Патент Российской Федерации №2292026. Способ определения динамических характеристик механической системы. Авторы: Д.Б. Клещев, Г.Б. Ремезов, опубл. 20.01.2007 г.). Способ заключается в возбуждении свободных затухающих колебаний, регистрации этих колебаний и построение амплитудно-частотной зависимости. Собственные частоты системы определяют по пикам построенного амплитудного спектра Фурье.Another method is proposed in the document (Patent of the Russian Federation No. 2292026. A method for determining the dynamic characteristics of a mechanical system. Authors: DB Kleschev, GB Remezov, published on January 20, 2007). The method consists in the excitation of free damped oscillations, registration of these oscillations and the construction of the amplitude-frequency dependence. The natural frequencies of the system are determined by the peaks of the constructed amplitude Fourier spectrum.

На основе второго метода предложен целый ряд способов определения собственных частот колебаний.Based on the second method, a number of methods have been proposed for determining the natural frequencies of vibrations.

Один из таких способов описан в книге С.П. Тимошенко «Колебания в инженерном деле» (Государственное издательство физико-математической литературы. - М., 1959, - с. 59). В этом способе предлагается использовать вибратор, представляющий собой два диска, вращающихся в вертикальной плоскости в противоположных направлениях с одинаковой скоростью. Опоры дисков установлены на местной раме, которая жестко прикреплена к конструкции, собственные частоты которой необходимо определить. С дисками жестко связаны неуравновешенные грузы, симметрично расположенные относительно вертикальной оси. При вращении дисков возникает центробежная сила, которая вызывает вынужденные колебания конструкции, которые могут быть записаны на осциллограф или другой регистрирующий прибор. Изменяя скорость вращения дисков, можно установить то число оборотов в секунду вращающихся дисков, при котором амплитуда вынужденных колебаний достигает максимума. Так как это имеет место при резонансе, то частота свободных колебаний конструкции равна найденному таким образом числу оборотов дисков в секунду.One of such methods is described in the book of S.P. Tymoshenko “Fluctuations in Engineering” (State Publishing House of Physics and Mathematics Literature. - M., 1959, - p. 59). In this method, it is proposed to use a vibrator, which is two disks rotating in a vertical plane in opposite directions at the same speed. The disc supports are mounted on a local frame, which is rigidly attached to the structure, the natural frequencies of which must be determined. Unbalanced loads, symmetrically located relative to the vertical axis, are rigidly connected to the disks. When the disks rotate, a centrifugal force arises, which causes forced vibrations of the structure, which can be recorded on an oscilloscope or other recording device. By changing the speed of rotation of the disks, you can set the number of revolutions per second of the rotating disks at which the amplitude of the forced oscillations reaches a maximum. Since this takes place at resonance, the frequency of free vibrations of the structure is equal to the number of disc rotations per second found in this way.

Данный способ выбран в качестве аналога. Другие способы определения собственных частот колебаний механической системы путем возбуждения вынужденных колебаний различаются по сравнению с вышеизложенными типами вибростендов и вибровозбудителей, а также методами регистрации и анализа колебаний механических систем.This method is selected as an analog. Other methods for determining the natural frequencies of oscillations of a mechanical system by excitation of forced oscillations differ in comparison with the above types of vibration stands and vibration exciters, as well as methods for recording and analyzing vibrations of mechanical systems.

Сравнивая предлагаемый способ с аналогом, можно отметить общее: в том и в другом способе на конструкцию устанавливается электродвигатель, в том и в другом случае собственные частоты определялись путем измерения угловой скорости. В первом случае - угловой скорости дисков при резонансе, во втором - маятника, когда его угловая скорость отличается от угловой скорости вала электродвигателя.Comparing the proposed method with an analogue, the general can be noted: in both methods, an electric motor is mounted on the structure, in both cases the natural frequencies were determined by measuring the angular velocity. In the first case - the angular velocity of the disks at resonance, in the second - the pendulum, when its angular velocity differs from the angular velocity of the motor shaft.

В способе, взятом за аналог, частота вращения дисков с помощью электродвигателя плавно изменялась и по амплитуде вынужденных колебаний конструкции на всем диапазоне частот вращения дисков определялись резонансные (собственные) частоты колебаний механической системы. В предлагаемом способе значение собственных частот колебаний определялось путем измерения угловой скорости (частоты) вращения маятника при изменении его момента инерции.In the method taken as an analog, the rotational speed of the disks with the help of an electric motor gradually changed and the resonant (natural) oscillation frequencies of the mechanical system were determined from the amplitude of the forced vibrations of the structure over the entire range of rotational speeds of the disks. In the proposed method, the value of the natural frequencies of the oscillations was determined by measuring the angular velocity (frequency) of rotation of the pendulum with a change in its moment of inertia.

Отличие и новизна предлагаемого способа основывается на открытом эффекте «застревания» маятника, установленного на вращающемся валу ротора электродвигателя, на резонансных (собственных) частотах механической системы.The difference and novelty of the proposed method is based on the open effect of "jamming" of the pendulum mounted on the rotating shaft of the rotor of the electric motor, at the resonant (natural) frequencies of the mechanical system.

1.3. Раскрытие изобретения1.3. Disclosure of invention

В основе изобретения о способе определения собственных частот колебаний механической системы с помощью вращающегося маятника лежит эффект «застревания» маятников [1], [2]. Этот эффект был обнаружен при экспериментальном исследовании возможности автоматической балансировки роторов с помощью маятников, установленных на валу ротора с возможностью свободного вращения. Эксперимент показал, что при изменении моментов инерции массы маятников путем навешивания на него дополнительных грузиков с целью компенсации дисбаланса ротора обнаруживается такой режим движения, когда ротор вращается с заданной угловой скоростью, а маятник не может разогнаться до этой скорости и начинает вращаться с угловыми скоростями, совпадающими с критическими скоростями ротора. Поэтому это явление было названо эффектом «застревания» маятников. В работе [2] приведены результаты экспериментальных исследований разгона и стационарного движения ротора с маятниками, где изменялись моменты инерции массы маятников при постоянном моменте трения в их опорах и фиксировались те значения моментов инерции массы маятников, при которых наблюдалось совпадения угловой скорости маятников с критическими скоростями ротора. При компьютерном моделировании движения ротора с маятниками [1], [2] изменялись моменты сопротивления в опорах маятников при постоянном моменте инерции массы маятников и также фиксировались те значения моментов сопротивления, при которых угловая скорость маятника совпадала с критическими скоростями ротора (собственными частотами колебаний при вращении ротора).The basis of the invention on a method for determining the natural frequencies of oscillations of a mechanical system using a rotating pendulum is the effect of “jamming” of pendulums [1], [2]. This effect was discovered during an experimental study of the possibility of automatic balancing of rotors using pendulums mounted on the rotor shaft with the possibility of free rotation. The experiment showed that when the moment of inertia of the mass of the pendulums is changed by hanging additional weights on it to compensate for the imbalance of the rotor, such a mode of movement is detected when the rotor rotates at a given angular speed, and the pendulum cannot accelerate to this speed and starts to rotate with angular velocities matching with critical rotor speeds. Therefore, this phenomenon was called the effect of “jamming” of pendulums. In [2], the results of experimental studies of acceleration and stationary motion of a rotor with pendulums are given, where the moments of inertia of the mass of the pendulums changed at a constant moment of friction in their supports and those values of the moments of inertia of the mass of the pendulums were fixed at which the angular velocity of the pendulums coincided with the critical rotor speeds . When computer simulating the motion of a rotor with pendulums [1], [2], the moments of resistance in the supports of the pendulums changed with a constant moment of inertia of the mass of the pendulums and the values of the moments of resistance were also fixed at which the angular velocity of the pendulum coincided with the critical rotor speeds (natural vibration frequencies during rotation rotor).

Таким образом, в результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что при определенных значениях момента инерции массы и момента сопротивления в опорах маятника, установленного на валу ротора с возможностью свободного вращения имеет место такой режим движения, при котором ротор вращается с заданной угловой скоростью, а угловая скорость мятников совпадает с одной из критических скоростей (собственных частот колебаний) ротора.Thus, as a result of theoretical and experimental studies, it was found that for certain values of the moment of inertia of the mass and the moment of resistance in the bearings of the pendulum mounted on the rotor shaft with the possibility of free rotation, there is such a mode of motion in which the rotor rotates with a given angular velocity, and the angular the speed of the pendants coincides with one of the critical velocities (natural frequencies of vibrations) of the rotor.

Другие исследования [3], [4] показали, что эффект «застревания» маятников может проявиться не только для роторных систем, но и в других механических конструкциях. В этих работах исследования проводились на экспериментальной установке, представляющей собой электродвигатель, закрепленный на металлической пластине, которая, в свою очередь, с помощью четырех пружин крепилась к неподвижному основанию. На валу ротора электродвигателя с возможностью свободного вращения с помощью подшипника качения устанавливался маятник, а на маятнике закреплялись съемные грузики для изменения его момента инерции. Предварительно теоретически и экспериментальным путем определялись собственные частоты колебаний исследуемой системы.Other studies [3], [4] showed that the effect of “jamming” of pendulums can occur not only for rotor systems, but also in other mechanical structures. In these works, studies were carried out on an experimental setup, which is an electric motor mounted on a metal plate, which, in turn, was attached to a fixed base with four springs. A pendulum was mounted on the rotor shaft of the electric motor with the possibility of free rotation using a rolling bearing, and removable weights were fixed on the pendulum to change its moment of inertia. Theoretically and experimentally, the natural frequencies of the studied system were determined theoretically.

В результате исследований установлено, что при изменении момента инерции массы маятника при постоянном моменте трения в его опоре имеет место такой режим движения, когда ротор электродвигателя вращается с рабочей угловой скоростью, а угловая скорость маятника совпадает с одной из собственных круговых частот колебаний механической системы.As a result of the studies, it was found that when the moment of inertia of the mass of the pendulum changes with a constant moment of friction, in its support there is such a mode of motion when the electric motor rotor rotates with the working angular velocity, and the angular velocity of the pendulum coincides with one of the natural circular frequencies of the mechanical system.

Суть изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

На исследуемую конструкцию 1 (Фиг. 1) крепится электродвигатель 2. Электродвигатель подбирается небольшой массы, чтобы существенно не влиять на массу и распределение масс в конструкции, а следовательно, на значения собственных частот колебаний механической системы.An electric motor 2 is attached to the structure under study 1 (Fig. 1). The electric motor is selected with a small mass so as not to significantly affect the mass and mass distribution in the structure, and therefore, the values of the natural frequencies of the oscillations of the mechanical system.

На валу ротора электродвигателя устанавливается маятник 3. Отдельно от конструкции устанавливается стойка с оптическим тахометром 4 для измерения угловой скорости (частоты) вращения маятника. Маятник (Фиг. 2) состоит из подшипника качения 5, металлического кольца 6 в качестве обоймы подшипника и шпильки 7, прикрепленной к кольцу и имеющей резьбу для установки грузиков 8.A pendulum 3 is mounted on the rotor shaft of the electric motor. Separately from the structure, a stand with an optical tachometer 4 is installed to measure the angular velocity (frequency) of rotation of the pendulum. The pendulum (Fig. 2) consists of a rolling bearing 5, a metal ring 6 as a bearing race and a stud 7 attached to the ring and having a thread for installing weights 8.

Так как данным способом предлагается определять собственные частоты колебаний в диапазоне до значения номинальной угловой скорости ротора электродвигателя, то целесообразно подбирать электродвигатель с большой угловой скоростью вращения.Since this method proposes to determine the natural vibration frequencies in the range up to the value of the nominal angular velocity of the rotor of the electric motor, it is advisable to select an electric motor with a high angular velocity of rotation.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является результат измерения собственных (резонансных) частот колебаний механических систем (конструкций).The technical result of the invention is the result of measuring the natural (resonant) vibration frequencies of mechanical systems (structures).

Предлагаемый способ определения собственных частот колебаний механической системы с помощью вращающегося маятника не только расширяет арсенал способов определения собственных частот колебаний механических систем, но и является более простым и универсальным по сравнению с аналогами.The proposed method for determining the natural frequencies of oscillations of a mechanical system using a rotating pendulum not only expands the arsenal of methods for determining the natural frequencies of oscillations of mechanical systems, but is also simpler and more universal in comparison with analogues.

1.4. Краткое описание чертежей1.4. Brief Description of the Drawings

На Фиг. 1 приведена схема установки электродвигателя с маятником на механическую конструкцию: здесь позицией 1 обозначена механическая конструкция, у которой определяются собственные частоты колебаний. На данную механическую конструкцию 1 закрепляется электродвигатель 2, на валу которого с возможностью свободного вращения устанавливается маятник 3 с изменяемым моментом инерции его массы. Угловая скорость вращения маятника измерялась оптическим тахометром 4.In FIG. Figure 1 shows a diagram of the installation of an electric motor with a pendulum on a mechanical structure: here, 1 denotes a mechanical structure, in which the natural vibration frequencies are determined. An electric motor 2 is fixed to this mechanical structure 1, on the shaft of which a pendulum 3 with a variable moment of inertia of its mass is mounted with the possibility of free rotation. The angular velocity of rotation of the pendulum was measured with an optical tachometer 4.

На Фиг. 2 показано устройство маятника 3, установленного на валу электродвигателя 2, закрепленного на механической конструкции 1. Маятник с изменяемым моментом инерции его массы состоит из подшипника 5, кольца 6, стержня 7 и навешиваемых грузиков 8.In FIG. 2 shows the device of a pendulum 3 mounted on the shaft of an electric motor 2, mounted on a mechanical structure 1. A pendulum with a variable moment of inertia of its mass consists of a bearing 5, a ring 6, a rod 7, and hanging weights 8.

1.5. Осуществление изобретения1.5. The implementation of the invention

После закрепления на конструкцию электродвигатель включается, начинает вращаться вал ротора электродвигателя и маятник на валу за счет трения в его опоре. Здесь могут быть следующие случаи.After fixing to the structure, the electric motor turns on, the rotor shaft of the electric motor rotates and the pendulum on the shaft due to friction in its support. Here may be the following cases.

1. Маятник начинает вращаться с угловой скоростью (частотой) вращения ротора электродвигателя. Тогда необходимо увеличивать момент инерции маятника путем навешивания на шпильку маятника грузиков. После каждого навешивания измеряется угловая скорость (частота) вращения маятника. Навешивание грузиков необходимо продолжать до тех пор, пока угловая скорость (частота) вращения маятника первый раз будет отличаться от угловой скорости (частоты) вращения ротора электродвигателя. Это значение частоты вращения маятника будет являться значением верхней в измеряемом диапазоне собственной частотой колебаний конструкции. После этого необходимо продолжить изменение момента инерции маятника путем навешивания грузиков для нахождения значений более низких собственных частот колебаний конструкции.1. The pendulum begins to rotate with the angular velocity (frequency) of rotation of the rotor of the electric motor. Then it is necessary to increase the moment of inertia of the pendulum by hanging weights on the pendulum pin. After each hanging, the angular velocity (frequency) of rotation of the pendulum is measured. Hanging weights must be continued until the angular velocity (frequency) of rotation of the pendulum for the first time differs from the angular velocity (frequency) of rotation of the rotor of the electric motor. This value of the rotation frequency of the pendulum will be the upper value in the measured range of the natural vibration frequency of the structure. After this, it is necessary to continue the change in the moment of inertia of the pendulum by hanging weights to find the values of lower natural frequencies of the structural vibrations.

2. Маятник начинает вращаться с угловой скоростью (частотой) вращения, отличной от угловой скорости (частоты) вращения ротора электродвигателя. Тогда можно сделать вывод о том, что это значение частоты вращения и есть значение одной из собственных частот колебаний конструкции. Для нахождения других собственных частот колебаний необходимо изменять момент инерции маятника как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения путем навешивания или снятия грузиков.2. The pendulum begins to rotate with an angular velocity (frequency) of rotation different from the angular velocity (frequency) of rotation of the rotor of the electric motor. Then we can conclude that this value of the rotational speed is the value of one of the natural frequencies of the structural vibrations. To find other natural frequencies of vibration, it is necessary to change the moment of inertia of the pendulum both in the direction of decrease and in the direction of increase by hanging or lifting weights.

3. Маятник не вращается, а колеблется около своего нижнего положения равновесия. Тогда необходимо уменьшить его момент инерции или путем снятия грузиков, или заменой стержня маятника. Постепенное уменьшение момента инерции маятника приведет к тому, что маятник начнет вращаться с угловой скоростью (частотой) вращения, значение которой соответствует низшей в измеряемом диапазоне собственной частоте колебаний конструкции.3. The pendulum does not rotate, but oscillates around its lower equilibrium position. Then it is necessary to reduce its moment of inertia either by removing the weights or by replacing the pendulum rod. A gradual decrease in the moment of inertia of the pendulum will cause the pendulum to begin to rotate with the angular velocity (frequency) of rotation, the value of which corresponds to the lowest natural frequency of the structural oscillations in the measured range.

В отдельных случаях, чтобы преодолеть момент сопротивления в опоре маятника, его необходимо подтолкнуть и он начнет вращаться с угловой скоростью (частотой) вращения, значения которой соответствуют собственной частоте колебаний конструкции.In some cases, in order to overcome the moment of resistance in the support of the pendulum, it is necessary to push it and it will begin to rotate with the angular velocity (frequency) of rotation, the values of which correspond to the natural frequency of the structure.

ЛитератураLiterature

1. Артюнин А.И., Алхунсаев Г.Г. Об особом режиме движения жесткого ротора с упругими опорами и маятниковым автобалансиром. // МГТУ им. Н.Э. Баумана. Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2005. - №10. - С. 8-14.1. Artyunin A.I., Alkhunsaev G.G. A special regime of motion of a rigid rotor with elastic supports and a pendulum auto-balancer. // MSTU named after N.E. Bauman. News of higher educational institutions. Engineering. - 2005. - No. 10. - S. 8-14.

2. Елисеев С.В., Артюнин А.И. Механико-математическое моделирование эффекта «застревания» маятников на вращающемся роторе // Вестник Белорусского гос. ун-та транспорта БелГУТа: Наука и транспорт.- Гомель, Республика Беларусь, 2016.- №2 (33). - С. 172-175.2. Eliseev S.V., Artyunin A.I. Mechano-mathematical modeling of the effect of “jamming” of pendulums on a rotating rotor // Bulletin of the Belarusian State. University of Transport, BelSUT: Science and Transport.- Gomel, Republic of Belarus, 2016.- No. 2 (33). - S. 172-175.

3. Артюнин А.И., Хоменко А.П., Елисеев С.В., Ермошенко Ю.В. Обобщенная модель вибрационной нелинейной механики и эффект «застревания» маятника на резонансных частотах механической системы // Машиностроение и инженерное образование. - Москва, 2015. - №1. - С. 61-67.3. Artyunin A.I., Khomenko A.P., Eliseev S.V., Ermoshenko Yu.V. A generalized model of vibrational nonlinear mechanics and the effect of “jamming” a pendulum at the resonant frequencies of a mechanical system // Mechanical Engineering and Engineering Education. - Moscow, 2015. - No. 1. - S. 61-67.

4. Артюнин А.И., Ермошенко Ю.В., Попов С.И. Экспериментальные исследования эффекта «застревания» маятника на резонансных частотах механической системы. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. Иркут. гос. ун-т путей сообщ. - Иркутск, 2015. №2. - С. 20-25.4. Artyunin A.I., Ermoshenko Yu.V., Popov S.I. Experimental studies of the effect of "jamming" the pendulum at the resonant frequencies of the mechanical system. // Modern technologies. System analysis. Modeling. Irkut state un-t ways of communication. - Irkutsk, 2015. No. 2. - S. 20-25.

Claims (1)

Способ определения собственных частот колебаний механической системы, заключающийся в том, что на исследуемую конструкцию закрепляется электродвигатель, на валу которого с помощью подшипника качения устанавливается с возможностью свободного вращения маятник с изменяемым моментом инерции его массы, и при вращении вала электродвигателя маятник за счет трения в опоре в зависимости от его моментов инерции начинает вращаться с разными угловыми скоростями (частотами) вращения и эти частоты вращения, которые измеряются оптическим тахометром, определяют собственные (резонансные) круговые частоты колебаний механической системы (конструкции), отличающийся тем, что собственные круговые частоты колебаний механической конструкции определяют по наступлению события, при котором угловая скорость вращения маятника отличается от угловой скорости вращения вала ротора электродвигателя, а затем, изменяя момент инерции массы маятника как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения путем навешивания или снятия грузиков со стержня маятника, определяют остальные круговые собственные частоты колебаний конструкции.A method for determining the natural frequencies of oscillations of a mechanical system, namely, that an electric motor is mounted on the structure under study, a pendulum with a variable inertia moment of its mass is mounted with a rolling bearing with a rolling bearing, and when the motor shaft rotates, the pendulum due to friction in the support depending on its moments of inertia, it starts to rotate with different angular speeds (frequencies) of rotation and these rotation frequencies, which are measured by an optical tachometer ohm, the natural (resonant) circular frequencies of oscillations of the mechanical system (structure) are determined, characterized in that the natural circular frequencies of oscillations of the mechanical structure are determined by the occurrence of an event in which the angular velocity of rotation of the pendulum differs from the angular velocity of rotation of the rotor shaft of the electric motor, and then, changing the moment of inertia of the mass of the pendulum, both in the direction of increase and decrease, by hanging or removing weights from the pendulum rod, determine the remaining circular the real frequencies of the vibrations of the structure.
RU2015153646A 2015-12-14 2015-12-14 Method for determining oscillation frequencies of a mechanical system by using a rotating pendulum RU2647513C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015153646A RU2647513C2 (en) 2015-12-14 2015-12-14 Method for determining oscillation frequencies of a mechanical system by using a rotating pendulum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015153646A RU2647513C2 (en) 2015-12-14 2015-12-14 Method for determining oscillation frequencies of a mechanical system by using a rotating pendulum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015153646A RU2015153646A (en) 2017-06-19
RU2647513C2 true RU2647513C2 (en) 2018-03-16

Family

ID=59067946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015153646A RU2647513C2 (en) 2015-12-14 2015-12-14 Method for determining oscillation frequencies of a mechanical system by using a rotating pendulum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647513C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU274125A1 (en) * В. И. Коновалов METHOD OF EXPERIMENTAL DETERMINATION OF FREQUENCIES OF OWN TRANSVERSE VIBRATIONS OF THE ROTOR
US2396540A (en) * 1942-03-10 1946-03-12 Int Standard Electric Corp Means for detecting and measuring torsional vibrations
SU1091026A1 (en) * 1976-07-15 1984-05-07 Предприятие П/Я А-7162 Method of determination of resonance frequency of tracking system drive oscillations
US5189913A (en) * 1989-03-14 1993-03-02 The State Of Israel, Ministry Of Defence, Rafael Armament Development Authority Apparatus and method for determining the rate of rotation of a moving body
JP2008076061A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Meidensha Corp Parameter estimating method of engine bench system
RU2367922C1 (en) * 2008-04-22 2009-09-20 Татьяна Михайловна Сивакова Test bench for resource testing of elastic clutches

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU274125A1 (en) * В. И. Коновалов METHOD OF EXPERIMENTAL DETERMINATION OF FREQUENCIES OF OWN TRANSVERSE VIBRATIONS OF THE ROTOR
US2396540A (en) * 1942-03-10 1946-03-12 Int Standard Electric Corp Means for detecting and measuring torsional vibrations
SU1091026A1 (en) * 1976-07-15 1984-05-07 Предприятие П/Я А-7162 Method of determination of resonance frequency of tracking system drive oscillations
US5189913A (en) * 1989-03-14 1993-03-02 The State Of Israel, Ministry Of Defence, Rafael Armament Development Authority Apparatus and method for determining the rate of rotation of a moving body
JP2008076061A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Meidensha Corp Parameter estimating method of engine bench system
RU2367922C1 (en) * 2008-04-22 2009-09-20 Татьяна Михайловна Сивакова Test bench for resource testing of elastic clutches

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Артюнин A.И., Ермошенко Ю.В., Попов С.И. Экспертиментальные исследования эффекта "застревания" маятника на резонансных частотах механической системы // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Ирк. гос. ун-т путей сообщ. - Иркутск, 2015. - N2. - С.20-25, дата подписания в печать 20.04.2015. *
Артюнин А.И., Хоменко А.П., Елисеев С.В., Ермошенко Ю.В. Обобщенная модель вибрационной нелинейной механики и эффект "застревания" маятника на резонансных частотах механической системы // Машиностроение и инженерное образование. - МГИУ. - М., 2015. N1. - С. 61-67, дата подписания в печать 15.03.2015 г. *
С.П. Тимошенко. "Колебания в инженерном деле" // Государственное издательство физико-математической литературы. - М.: Наука, 1967, с. 59-60. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015153646A (en) 2017-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8291764B2 (en) Method and apparatus for in situ unbalance and corrective balance determination for a non-vertical axis rotating assembly
US8272265B2 (en) System and method for active detection of asymmetry in rotating structures
Yatsun et al. Equations of motion of vibration machines with a translational motion of platforms and a vibration exciter in the form of a passive auto-balancer
Artyunin et al. Experimental studies on influence of natural frequencies of oscillations of mechanical system on angular velocity of pendulum on rotating shaft
KR100905397B1 (en) Dynamic balancing apparatus and methods using periodic angular motion
RU2647513C2 (en) Method for determining oscillation frequencies of a mechanical system by using a rotating pendulum
RU2489696C1 (en) Method for determining free frequencies and generalised masses of vibrating structures
RU2427801C2 (en) Method of predicting variable component of output signal of electromechanical angular velocity sensor (avs) during manufacture of gyromotor thereof based on characteristics of angular vibrations excited by gyromotor, and installation for realising said method
RU2627750C1 (en) Method of determining dynamic disbalance of aeronautical gas turbine engine rotor
RU2008120759A (en) METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC ROTOR BALANCING
Olijnichenko et al. Experimental study of the process of the static and dynamic balancing of the axial fan impeller by ball auto-balancers
Nikhil et al. Design and development of a test-rig for determining vibration characteristics of a beam
KR101642274B1 (en) Vibration exciter in the horizontal and vertical and rotational direction
Tao A Practical One Shot Method to Balance Single-Plane Rotor
Nikiforov et al. Self-excitation of an experimental rotor with radial walls and filled partially with liquid
RU2593676C1 (en) Balancing unit and low-frequency vibration system for its implementation
RU2648679C2 (en) Method for determining the critical rates of the rotor working in the superresonance region
Yatsun et al. Experimental study into rotational-oscillatory vibrations of a vibration machine platform excited by the ball auto-balancer
RU2599077C1 (en) Method of mounting gas turbine engine rotor
RU2805249C1 (en) Device for determining position of center of mass and moments of inertia of objects
Hoffmann et al. Experimental Analysis of the nonlinear Vibrations of a rigid Rotor in Gas Foil Bearings
RU2795641C1 (en) Rotor balancing device
RU2578500C1 (en) Method of mounting gas turbine engine rotor
Zachwieja et al. The effectiveness of rigid rotor's balance with resonant extortion of the system with small damping
RU2101689C1 (en) Method of vibrational balancing of rotors and oscillatory system of balancing machine for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181215