在旋轉(zhuǎn)機械應(yīng)用中,由于水平和鉛直方向的支承剛度不同,在旋轉(zhuǎn)過程中水平方向和鉛直方向上產(chǎn)生的振動量也是不同的,所以需要選擇不同方向的振動量。本課題在信號同頻相關(guān)算法的基礎(chǔ)上,研制了一種新型多通道動平衡測試儀器,該測試儀器具有多通道振動信號采集功能,可同時檢測轉(zhuǎn)子在水平和鉛直方向上的不平衡量。課題的主要設(shè)計內(nèi)容包括以下幾個方面:根據(jù)測試對象和設(shè)計要求,首先確定測試系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。選取壓電式傳感器拾取轉(zhuǎn)子在不同方向上的振動信號,激光傳感器檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號。硬件電路主要分為兩大部分,第一部分是對振動信號進行預(yù)處理,使之得到具有一定強度且與轉(zhuǎn)速同頻的振動信號,包括光電整形電路、可控放大電路、鎖相倍頻電路、跟蹤濾波電路等;第二部分是根據(jù)信號相關(guān)原理設(shè)計的同頻相關(guān)電路,此電路承擔了大部分的不平衡量計算過程,使測試速度更快、更準確,包括電平轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路、同頻相關(guān)電路等。選用武漢亞為公司設(shè)計生產(chǎn)的24位數(shù)據(jù)采集卡采集振動數(shù)據(jù)并上傳至計算機。測試軟件也由兩部分組成,第一部分是應(yīng)用Visual Basic6.0語言根據(jù)數(shù)字通信協(xié)議編寫控制A/D數(shù)據(jù)采集卡的程序,這是軟件部分的核心之處;第二部... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

曲軸斷裂圖

-6-第2章多通道動平衡測試儀的總體方案設(shè)計為適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展，對機器的轉(zhuǎn)速提出了更高的要求，機械振動的問題也伴隨而來。由振動引起的機械故障占到了機械故障原因的一半以上，轉(zhuǎn)子動平衡關(guān)系到機械能否保證轉(zhuǎn)子安全、穩(wěn)定、高精度的工作。因此研究解決高速轉(zhuǎn)子的動平衡問題至關(guān)重要，高速工作的轉(zhuǎn)子往往在不同方向上的振動量是不同的，所以，研制一款多通道動平衡測試儀器是非常有必要的。2.1轉(zhuǎn)子的分類如圖2.1所示為單圓盤轉(zhuǎn)子，由于材料內(nèi)部組織的缺陷、偏心設(shè)計、磨損等原因，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子上存在偏心質(zhì)量，當?shù)霓D(zhuǎn)子以角速度轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子會處于動不平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的離心力大小為[4]：ecostMF2（2-1）式中：F——轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，偏心質(zhì)量產(chǎn)生的離心力，單位：N；M——偏心質(zhì)量，單位：Kg；e——偏心距，單位：m；——轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的角速度，單位：srad/；cost——轉(zhuǎn)子的振動方程。圖2.1單圓盤不平衡轉(zhuǎn)子Fig.2.1unbalancedrotorwithsingledisk離心力的大小跟偏心質(zhì)量M與偏心距e的乘積和轉(zhuǎn)速有關(guān)，這個離心力會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動并且發(fā)生撓曲變形，這種現(xiàn)象在工程領(lǐng)域稱為轉(zhuǎn)子不平衡。當轉(zhuǎn)子在某些特定的轉(zhuǎn)速下工作時，機械會出現(xiàn)劇烈的振動現(xiàn)象，甚至?xí)斐蓹C器的損沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文

第2章多通道動平衡測試儀的總體方案設(shè)計-7-壞，所以，轉(zhuǎn)子工作的轉(zhuǎn)速盡量不要在這個轉(zhuǎn)速附近，此時轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力較小，作用在機器上產(chǎn)生的振動也較小且轉(zhuǎn)子的剛度很大，因此轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的撓曲變形量很小即可略去不計，稱為剛性轉(zhuǎn)子[5]。相反，當撓曲變形量不可略去不計時稱為柔性轉(zhuǎn)子。2.2動平衡原理2.2.1剛性轉(zhuǎn)子平衡原理轉(zhuǎn)子平衡指的是通過改變轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布的方法，即在轉(zhuǎn)子相應(yīng)的地方上，通過配重的方式，使轉(zhuǎn)子質(zhì)量相對于回轉(zhuǎn)中心的位置分布均勻，即在總體上使轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)的過程。2.2.1.1靜平衡原理靜平衡測量是在不連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下對轉(zhuǎn)子的不平衡量進行測量的一種方法，通常用于轉(zhuǎn)速不高、長徑比較小的轉(zhuǎn)子。雖然靜平衡技術(shù)能夠使轉(zhuǎn)子達到平衡的精度較低，但在做高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的平衡時，可以通過先做靜平衡來減少轉(zhuǎn)子最后的動平衡的工作量，同時也降低了由于不平衡量過大導(dǎo)致振動過大帶來的危險。圖2.2靜平衡原理示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofthestaticbalanceprinciple如圖2.2所示，轉(zhuǎn)子放置在平行支架上，在重力偶的作用下，可以自由滾動，待轉(zhuǎn)子靜止后，轉(zhuǎn)子重心會處于最低處�？梢酝ㄟ^去掉重心位置適當質(zhì)量或在重心對稱的位置上加上適當質(zhì)量來進行平衡，需經(jīng)過多次實驗至轉(zhuǎn)子可以在任意位置靜止。2.2.1.2動平衡原理動平衡測量是在轉(zhuǎn)子處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)下進行的不平衡量測量方法，要使轉(zhuǎn)子的振動處于規(guī)定的范圍內(nèi)，需要保證由轉(zhuǎn)子不平衡量產(chǎn)生的離心力盡可能的校根據(jù)轉(zhuǎn)子特性的不同，可以在垂直于轉(zhuǎn)子軸線方向上的一個平面上或者相互平行的

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