轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺綜合實(shí)驗(yàn)

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1、轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺綜合實(shí)驗(yàn) 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過本實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握回轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速、振動、軸心軌跡測量方法，了解回轉(zhuǎn)機(jī)械動平衡的概念和原理。 二. 實(shí)驗(yàn)原理 DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺由：1底座、2主軸、3飛輪、4直流電機(jī)、5主軸支座、6含油軸承及油杯、7電機(jī)支座、8連軸器及護(hù)罩、9RS9008電渦流傳感器支架、10磁電轉(zhuǎn)速傳感器支架、11測速齒輪(15齒)、12保護(hù)擋板支架，幾部分組成，如圖1所示。 圖1 DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺傳感器安裝位置示意圖 主要技術(shù)指標(biāo)為： 可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍：0~2500轉(zhuǎn)/分，無級 電源：DC12V 主軸長度：500mm 主軸直徑：12

2、mm 外形尺寸：640140160mm 重量：12.5kg 與DRVI軟件平臺結(jié)合，用DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺可完成以下實(shí)驗(yàn)： 1、轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺底座振動測量實(shí)驗(yàn) 圖2、加速度和速度傳感器振動測量 對于多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺底座的振動，可采用加速度傳感器和速度傳感器兩種方式進(jìn)行測量。將帶有磁座的加速度和速度傳感器放置在試驗(yàn)臺的底座上，將傳感器的輸出接到變送器相應(yīng)的端口，再將變送器輸出的信號接到采集儀的相應(yīng)通道，輸入到計(jì)算機(jī)中。 啟動轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺，調(diào)整轉(zhuǎn)速。觀察并記錄得到的振動信號波形和頻譜，比較加速度傳感器和速度傳感器所測得的振動信號特點(diǎn)。觀察改變轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺轉(zhuǎn)速后，振動信號、頻譜的

3、變化規(guī)律。 2、實(shí)驗(yàn)臺轉(zhuǎn)速測量 對于多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺轉(zhuǎn)速，可以分別采用光電轉(zhuǎn)速傳感器和磁電轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行測量。 1）采用光電傳感器測量： 將反光紙貼在圓盤的側(cè)面，調(diào)整光電傳感器的位置，一般推薦把傳感器探頭放置在被測物體前2～3cm，并使其前面的紅外光源對準(zhǔn)反光紙，使在反光紙經(jīng)過時(shí)傳感器的探測指示燈亮，反光紙轉(zhuǎn)過后探測指示燈不亮（必要時(shí)可調(diào)節(jié)傳感器后部的敏感度電位器）。當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件上的反光貼紙通過光電傳感器前時(shí)，光電傳感器的輸出就會跳變一次。通過測出這個(gè)跳變頻率f，就可知圖3 反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器 道轉(zhuǎn)速n。 編寫轉(zhuǎn)速測量腳本，將傳感器的信號將通過采集儀輸入到計(jì)算機(jī)中。啟動轉(zhuǎn)子試驗(yàn)

4、臺，調(diào)節(jié)到一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)平臺面板中的“開始”按鈕進(jìn)行測量，觀察并記錄得到的波形和轉(zhuǎn)速值，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行多次測量。 2）采用磁電傳感器測量： 將磁電傳感器安裝在轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺上專用的傳感器架上，使其探頭對準(zhǔn)測速用15齒齒輪的中部，調(diào)節(jié)探頭與齒頂?shù)木嚯x，使測試距離為1mm。在已知發(fā)訊齒輪齒數(shù)的情況下，測得的傳感器輸出信號脈沖的頻率就可以計(jì)算出測速齒輪的轉(zhuǎn)速。如設(shè)齒輪齒數(shù)為N，轉(zhuǎn)速為n，脈沖頻率為f，則有：n=f/N 。 圖4 磁電轉(zhuǎn)速傳感器的工作方式 通常，轉(zhuǎn)速的單位是轉(zhuǎn)/分鐘，所以要在上述公式的得數(shù)再乘以60，才能轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，即n=60f/N。在使用60齒的發(fā)訊齒輪時(shí)，就可以得到一個(gè)

5、簡單的轉(zhuǎn)速公式n=f。所以，就可以使用頻率計(jì)測量轉(zhuǎn)速。這就是在工業(yè)中轉(zhuǎn)速測量中發(fā)訊齒輪多為60齒的原因。 編寫轉(zhuǎn)速測量腳本，將傳感器的信號將通過采集儀輸入到計(jì)算機(jī)中。啟動轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺，調(diào)節(jié)到一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)平臺面板中的“開始”按鈕進(jìn)行測量，觀察并記錄得到的波形和轉(zhuǎn)速值，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行多次測量。 3、軸心軌跡測量 圖5 軸心軌跡測量 軸心軌跡是轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)軸心的位置，在忽略軸的圓度誤差的情況下，可以將兩個(gè)電渦流位移傳感器探頭安裝到實(shí)驗(yàn)臺中部的傳感器支架上，相互成90度，并調(diào)好兩個(gè)探頭到主軸的距離（約1.6mm），標(biāo)準(zhǔn)是使從前置器輸出的信號剛好為0（mV）。這時(shí)，轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺啟動后兩

6、個(gè)傳感器測量的就是它在兩個(gè)垂直方向(X,Y)上的瞬時(shí)位移，合成為李沙育圖就是轉(zhuǎn)子的軸心運(yùn)動軌跡。 4、剛性轉(zhuǎn)子動平衡 在實(shí)際工作過程中人們通常用單面加重三元作圖法進(jìn)行葉輪、轉(zhuǎn)子等設(shè)備的現(xiàn)場動平衡，以消除過大的振動超差。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單——只需一塊測振表。但缺點(diǎn)是作圖分析的過程復(fù)雜，不易被掌握，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為此，我們在這里介紹一種文獻(xiàn)中常見的簡單易行的方法——單面現(xiàn)場動平衡的三點(diǎn)加重法。 假設(shè)在假設(shè)轉(zhuǎn)子上有一不平衡量m，所處角度為α，用分量mx、my表示不平衡量。 mx=mcosα my=msinα 為了確定不平衡量m的大小和位置α，啟動轉(zhuǎn)子在工作轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，用測振設(shè)備

7、在一固定點(diǎn)測試振動振速，設(shè)振速為V0，則存在下列關(guān)系 式中Ｋ為比例系數(shù) P1(M,0) α 120O 240O 0 x y m(mx,my) 圖6　三點(diǎn)加重法示意圖 在P1(α=0 )點(diǎn)加試重M，啟動轉(zhuǎn)子到工作轉(zhuǎn)速，測得振動振速V1，有如下關(guān)系： 用同樣的方式分別在P2(α=120o )和P3(α=240 o )點(diǎn)加試重M，并測得振動值V2 ，V3，有如下關(guān)系： 從以上三式推導(dǎo)可得： 從而可以進(jìn)一步推得： 即由mx，my計(jì)算不平衡質(zhì)量m和位置α。 圖7 軸心軌跡測

8、量 配重盤 振動傳感器 實(shí)驗(yàn)時(shí)在轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺的配重盤上選取一個(gè)位置（比如貼反光紙的位置）作為初始位置（即P1點(diǎn)），然后用轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺附件中的螺釘作為不平衡重，加在配重盤上。然后按上面方法進(jìn)行測量估算，得到不平衡重量和位置。 三. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 1. 計(jì)算機(jī) １臺 2. DRVI快速可重組虛擬儀器平臺 1套 3. 打印機(jī) 1臺 4. 轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺 1套 5. USB數(shù)據(jù)采集儀 1臺 四. 實(shí)驗(yàn)步驟 1.

9、關(guān)閉DRDAQ-USB型數(shù)據(jù)采集儀電源，將需使用的傳感器連接到采集儀的數(shù)據(jù)采集通道上。(禁止帶電從采集儀上插拔傳感器，否則會損壞采集儀和傳感器) 2. 開啟DRDAQ-USB型數(shù)據(jù)采集儀電源。 3. 運(yùn)行DRVI主程序，點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的"聯(lián)機(jī)注冊"圖標(biāo)，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測”或“網(wǎng)絡(luò)在線注冊”進(jìn)行軟件注冊。 4. 在DRVI地址信息欄中輸入WEB版實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的地址，在實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浿羞x擇“轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺”，建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境。 五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1，加速度傳感器振動測試結(jié)果 2，速度傳感器振動測試結(jié)果 3，多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺磁電傳感器轉(zhuǎn)速測量 4，軸心軌跡測量 5，剛性轉(zhuǎn)子動平衡 配重盤有一個(gè)負(fù)重時(shí) 配重盤有兩個(gè)負(fù)重時(shí) 配重盤有三個(gè)負(fù)重時(shí)