10典型測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

1、內(nèi)容1.塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試2.無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)3. 高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)4. 潤(rùn)滑油膜厚度檢測(cè)5. 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析6. 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)重點(diǎn)：掌握一些具體的測(cè)試技術(shù)，對(duì)一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一個(gè)基本的概念，學(xué)會(huì)分析方法與設(shè)計(jì)思路Ø 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及p 明確測(cè)試任務(wù)p 制定測(cè)試方案p 選擇傳感器p 設(shè)計(jì)后續(xù)測(cè)試系統(tǒng)p 測(cè)試系統(tǒng)效能分析Ø 回顧測(cè)試系統(tǒng)的組成1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 測(cè)試對(duì)象1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 測(cè)試任務(wù)對(duì)新設(shè)計(jì)的某型號(hào)塔式起重機(jī)樣機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)Ø 測(cè)試目的F 通過(guò)測(cè)試來(lái)驗(yàn)證理論計(jì)算，

2、為的進(jìn)一步改進(jìn)提供依據(jù)F 對(duì)樣機(jī)提出評(píng)價(jià)意見(jiàn)，作為新鑒定的依據(jù)Ø 測(cè)試參考F 根據(jù)原始設(shè)計(jì)資料，選擇在應(yīng)力應(yīng)變最大處粘貼應(yīng)變片進(jìn)量F 根據(jù)兩種不同破壞情況，按照J(rèn)J30-85塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法測(cè)試靜態(tài)、動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變強(qiáng)度檢測(cè)à正、切應(yīng)力測(cè)量 à判斷最大應(yīng)力是否大于許用應(yīng)力1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 測(cè)試方案問(wèn)題最終歸結(jié)于測(cè)量最測(cè)量方法：應(yīng)變片+電橋截面的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)框圖靜態(tài)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)框圖ü 靜態(tài)測(cè)量時(shí)由于有多個(gè)測(cè)點(diǎn)，通常配用預(yù)調(diào)平衡箱，利用外加電阻對(duì)電橋調(diào)平衡，以便于與應(yīng)變儀連接ü 動(dòng)態(tài)測(cè)量由于測(cè)點(diǎn)少不需要

3、配用預(yù)調(diào)平衡箱，直接調(diào)應(yīng)變儀即可，使用光線示波器作為動(dòng)態(tài)應(yīng)變裝置1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 測(cè)試方案測(cè)點(diǎn)布置：測(cè)點(diǎn)位置和測(cè)點(diǎn)方向是影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)是否可靠的兩個(gè)重要因素ü 測(cè)點(diǎn)方向：找出最大應(yīng)變方向ü 測(cè)點(diǎn)位置： 斷面正應(yīng)力布點(diǎn)：采用角點(diǎn)法，在角點(diǎn)處沿棱線方向布置應(yīng)變片 平面應(yīng)力布點(diǎn)：一般應(yīng)用應(yīng)變花測(cè)量主應(yīng)力測(cè)量型材斷面正應(yīng)力布點(diǎn)平面應(yīng)力測(cè)量應(yīng)變花布點(diǎn)1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 測(cè)試方案測(cè)量系統(tǒng)共布置了20個(gè)測(cè)點(diǎn)1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 測(cè)試條件ü 假設(shè)條件：載荷不包括吊鉤重量，載荷誤差應(yīng)小于1%；各工況皆是處于空鉤離地狀態(tài)時(shí)

4、進(jìn)行儀器調(diào)零；測(cè)試數(shù)據(jù)均為吊重引起的應(yīng)力， 不應(yīng)包括自重和風(fēng)阻應(yīng)力ü 環(huán)境條件：測(cè)試溫度1025，濕度50%70%，風(fēng)力1級(jí)ü 測(cè)試工況：測(cè)試中選取了五種不同起重重量、三種變幅幅度、兩種 方位角進(jìn)行組合變化，分別測(cè)試各種工況下最大應(yīng)力Q起重量R幅度吊點(diǎn)到塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心的距離起重臂與塔身之間的方位角1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 測(cè)試步驟查和調(diào)整驗(yàn)üü 粘貼應(yīng)變片并干燥、密封、檢查絕緣ü 接好應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，調(diào)試儀器，合理選擇靈敏度，消除不正?，F(xiàn)象ü 取空載狀態(tài)作為初始狀態(tài)，將應(yīng)變儀調(diào)零ü 按照測(cè)試工況，分別測(cè)試各種情況下

5、的最大應(yīng)力工況序號(hào)R距離Q吊重測(cè)試點(diǎn)備注110m29.4kN0º120額定載荷210m29.4kN45º120額定載荷310m36.75kN0º120超載25%410m36.75kN45º120超載25%518m17.15kN0º120額定載荷618m17.15kN45º120額定載荷718m21.4kN0º120超載25%818m21.4kN45º120超載25%1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析 靜態(tài)：相同試驗(yàn)條件下多次測(cè)量取平均值 動(dòng)態(tài)：用光線示波器單向應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算下動(dòng)態(tài)應(yīng)變曲線

6、s i = Eeis = Eeis max= Ee maxK = s max s其中：E為結(jié)構(gòu)材料的彈性模量，均取E=0.2×106MPa； 為測(cè)得的應(yīng)力和應(yīng)變E=+m平面應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力計(jì)算()11 -mE122s( e+me=)2211 -m2式中為構(gòu)件材料的泊松比=0.31、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試Ø 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析計(jì)算最大應(yīng)力 與設(shè)計(jì)比較 與國(guó)標(biāo)比較Ø 結(jié)論2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)Ø 測(cè)試對(duì)象工件 砂輪 導(dǎo)輪三棱圓：托架加工自動(dòng)3點(diǎn)由導(dǎo)輪的摩擦力帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，同時(shí)由導(dǎo)輪的摩擦力和砂輪的切削力使工件穩(wěn)定地支撐在托架上進(jìn)行自動(dòng)定心，從而實(shí)現(xiàn)砂輪

7、對(duì)工件外圓的連續(xù)加工等直徑加工問(wèn)題：造成工件外圓形狀為棱圓的問(wèn)題，一般為低次的3、5、7次奇數(shù)棱圓和高次的12、14、16次偶數(shù)棱圓（常見(jiàn)為三棱圓）2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)Ø 測(cè)試任務(wù)棱圓的棱數(shù)和棱圓度檢測(cè)ü 測(cè)量精度達(dá)到微米級(jí)ü 實(shí)現(xiàn)量化分析和評(píng)估Ø 測(cè)試方案直接測(cè)量外圓外徑ü 等分棱圓角度，測(cè)量出相應(yīng)的直徑數(shù)值ü 經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得棱圓的棱數(shù)和圓度誤差直徑測(cè)量是無(wú)法反映棱圓形狀（棱圓的各個(gè)方向直徑在加工 過(guò)程中是被保證）直接測(cè)量棱圓半徑使用位移傳感器測(cè)量棱圓各個(gè)方向的外圓表面到圓心的距離2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)

8、6; 測(cè)試方案直接測(cè)量棱圓半徑測(cè)量系統(tǒng)組成ü 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：以實(shí)現(xiàn)工件的回轉(zhuǎn)ü 位移測(cè)量傳感器：測(cè)量外圓位移的動(dòng)態(tài)數(shù)值ü 位移傳感器的調(diào)理裝置ü 信號(hào)處理和顯示裝置傳感器工件回轉(zhuǎn)臺(tái)信號(hào)調(diào)理信號(hào)處理顯示2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)Ø 傳感器選擇 保證磨削加工的工件測(cè)量精度為微米級(jí)，必須選用高精度的位 移傳感器 由于是磨削加工，外圓形狀誤差量要求很大，小量程即可滿(mǎn)足測(cè) 工件的棱圓度測(cè)量確定為非 傳感器的頻響特性不需要很高方式，低速回轉(zhuǎn)下測(cè)量即可， 考慮到成本，測(cè)量方式可選用接觸或非接觸方式2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)Ø 傳感器選擇變

9、間距電容傳感器優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高，靈敏度高，響應(yīng)速度快，能抵抗高溫、振動(dòng)和潮濕，特別適于環(huán)中作非接觸測(cè)量，適應(yīng)于測(cè)位移小量程缺點(diǎn)：測(cè)量電路較為復(fù)雜，一般采用調(diào)幅電路或調(diào)頻電路，后 續(xù)調(diào)理電路相對(duì)復(fù)雜，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性電渦流傳感器優(yōu)點(diǎn)：具有靈敏度高、響應(yīng)快速、非接觸測(cè)量的特點(diǎn)缺點(diǎn)：常規(guī)類(lèi)型量程12，從實(shí)際應(yīng)用來(lái)講，其精度不足；如選用高精度型，其量程為250，分辨率0.01，但這種類(lèi)型成本較高，而且易受工件殘余磁場(chǎng)干擾2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)Ø 傳感器選擇差動(dòng)變壓器位移傳感器能提供所需的準(zhǔn)確度、精度和可靠性，盡管為接觸式測(cè)量，但 考慮作為研究使用，棱圓測(cè)量的工作量不大，而且該測(cè)量傳

10、感器已成功應(yīng)用于圓度儀作為測(cè)量頭，因此考慮選用它圓度儀差動(dòng)變壓器位移傳感器2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)Ø 信號(hào)處理方法的選擇由位移數(shù)據(jù)波動(dòng)的頻率與工件回轉(zhuǎn)頻率的倍數(shù)即可確定棱圓的棱數(shù)譜分析法頻域傅氏譜分析方法：長(zhǎng)方便，亦可獲得高的頻率分辨率1X為工件回轉(zhuǎn)頻率，3X的頻率為棱圓為三棱圓、其幅值的大小表現(xiàn)了棱圓度x2、無(wú)心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)Ø 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析棱圓測(cè)量系統(tǒng)基本框圖圖形用戶(hù)操作界面虛擬儀器實(shí)現(xiàn)信號(hào)、數(shù)據(jù)分析和處理、結(jié)果輸出及圖形用戶(hù)操作界面3、高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)Ø 測(cè)試任務(wù)問(wèn)題描述ü 機(jī)車(chē)速度提高和牽引功率增大支承軸承發(fā)熱增多安

11、全不容樂(lè)觀ü 支承軸承：軸箱軸承、牽引電軸承、抱軸承及空心軸承ü 軸承磨損和產(chǎn)生缺陷時(shí)，這些軸承的不正常發(fā)熱增大，輕則熱軸、固死造成機(jī)損，影響機(jī)車(chē)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；重則造成疲勞破壞和熱切軸，車(chē)毀人亡測(cè)試目的監(jiān)測(cè)高速機(jī)車(chē)的軸箱軸承、牽引電ü機(jī)軸承、抱軸承及空心軸承處的溫度ü 實(shí)時(shí)顯示各測(cè)點(diǎn)的實(shí)際溫度，進(jìn)行聲光和ü 數(shù)據(jù)指示管理3、高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)Ø 測(cè)試任務(wù)主要技術(shù)參數(shù) 測(cè)溫范圍：-55+125 測(cè)溫精度：1 （085） 測(cè)溫點(diǎn)數(shù)：38點(diǎn)（可根據(jù)不同車(chē)型而增減）溫度：絕對(duì)溫度（75）和相對(duì)溫度（環(huán)境溫度+55） 供電電壓：110VDC (波

12、動(dòng)范圍：65140VDC)；功耗小于15W其他要求能力強(qiáng)、適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境 系統(tǒng)可靠性高 有完善的自檢功能 數(shù)據(jù)自動(dòng)和3、高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)Ø 測(cè)試方案p 傳感器的選擇n 半導(dǎo)體PN結(jié)溫度傳感器 測(cè)量誤差大。PN結(jié)溫度傳感器容易老化、失效；測(cè)點(diǎn)到儀表的引線較長(zhǎng)，引線誤差較大 連線多，環(huán)節(jié)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜 需定期標(biāo)定，工作量大，傳感器的互換性差 傳輸弱小的模擬信號(hào)， 可靠性差n 地面紅外線機(jī)車(chē)軸溫檢測(cè)儀能力弱，測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和 只能在機(jī)車(chē)通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)監(jiān)測(cè)軸箱軸承無(wú)法全程監(jiān)測(cè) 不能監(jiān)測(cè)牽引電機(jī)軸承和抱軸承溫度3、高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)n 數(shù)字式溫度傳感器（DS1820溫度傳感器）器件，用

13、9位二進(jìn)制數(shù)字量形式輸出溫度值無(wú)需溫度測(cè)量范圍：-55-125，分辨率為0.5將溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的時(shí)間小于200ms采用串行單總線結(jié)構(gòu)傳輸數(shù)據(jù)，即僅用一根數(shù)據(jù)線接收命令和傳送數(shù)據(jù)測(cè)溫誤差：1用戶(hù)可自定義的溫度設(shè)置可用于恒溫控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度表和其他熱敏系統(tǒng)。尤其適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度監(jiān)測(cè)和控制，能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，工作穩(wěn)定可靠能力強(qiáng)，3、高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)Ø 測(cè)試方案p 檢測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇n 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 功能強(qiáng)大、運(yùn)算速度快、編程方便（采用高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言）、通用性強(qiáng) 體積較大，價(jià)格也較高，常用于參量類(lèi)型和數(shù)目較多、要求運(yùn)算速度快、顯示界面復(fù)雜的監(jiān)測(cè)和控制任務(wù)n AR

14、M板計(jì)算機(jī) 功能和運(yùn)算速度介于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與單片計(jì)算機(jī)之間，比工業(yè)控制計(jì) 算機(jī)低，但比單片計(jì)算機(jī)高出許多 體積比工業(yè)控制計(jì)算機(jī)小許多，但比單片計(jì)算機(jī)大；其價(jià)格比工業(yè)控制 計(jì)算機(jī)低許多，但比單片計(jì)算機(jī)高n 單片機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、功能相對(duì)簡(jiǎn)單 運(yùn)行速度較慢和數(shù)據(jù)處理能力較弱，常用于參量類(lèi)型和數(shù)目較少、要求 運(yùn)算速度不高、顯示界面簡(jiǎn)單的小型監(jiān)測(cè)和控制任務(wù)，其最典型的應(yīng)用是自動(dòng)（智能）監(jiān)測(cè)儀表從成本、體積、計(jì)算性能要求等方面考慮，可選擇單片機(jī)3、高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)Ø 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)n 系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖n 數(shù)據(jù)傳輸：串行單總線結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院凸?jié)省連線3、高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng)

15、Ø 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)n 軟件設(shè)計(jì) 程序是主機(jī)與傳感器的單總線串行通信設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電源：磁環(huán)吸收，濾波器 系統(tǒng)主板F 加粗電源線和地線F 地線有效接地nF 加鋼板F 三極管改為小繼電器 軟件：自動(dòng)復(fù)位能力；多次測(cè)量主程序流程圖4、潤(rùn)滑油膜厚度檢測(cè)Ø 測(cè)試任務(wù)：重要性ü 在高速、重載、高溫條件下工作的，摩擦、磨損又是其發(fā)生故障的最主要原因ü 潤(rùn)滑是減少摩擦與磨損的簡(jiǎn)便而有效的方法ü 軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)檢測(cè)滿(mǎn)足最小油膜厚度處軸承兩表面不直接接觸任務(wù)ü 對(duì)摩擦副間微小區(qū)域內(nèi)的油膜厚度進(jìn)行直接測(cè)量ü 監(jiān)測(cè)油膜的工作狀態(tài)4、潤(rùn)滑油膜厚度檢測(cè)&#

16、216; 測(cè)試方案p 傳感器選擇n 電阻法定性測(cè)量ü 通過(guò)測(cè)量油膜的電阻大小來(lái)判斷其厚度ü 油膜的電學(xué)性能極不穩(wěn)定標(biāo)定，難以定量n 放電電壓法ü 根據(jù)電壓與電流的關(guān)系來(lái)推算出代表油膜厚度的放電電壓ü 潤(rùn)滑膜的性質(zhì)和純潔程度對(duì)放電電壓的影響難以定量測(cè)定n 電容法 當(dāng)潤(rùn)滑油的介電常數(shù)已知后，根據(jù)電容值隨油膜的厚度增大而降低的變化關(guān)系測(cè)得油膜厚度n X光透射法 金屬能夠吸收X光而不能使X光穿過(guò)，而潤(rùn)滑油卻允許X光穿過(guò)在于油膜間隙形狀不明確光強(qiáng)度與油膜厚度成正比，是光束位置精確的調(diào)整4、潤(rùn)滑油膜厚度檢測(cè)Ø 測(cè)試方案n 光纖檢測(cè)法光纖位移傳感器 輸入光纖

17、、輸出光纖、反光物體、光敏二極管組成 反光物體平面反射鏡：垂直于輸入和輸出光纖而移動(dòng)，光源發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖，在反光面的形成反射錐體輸出光纖光敏二極管 耦合原理耦合到輸出光纖的光通量取決于輸入光纖的像發(fā)出的光錐底面與輸出光纖相重疊部分的面積距離有關(guān)最佳位置距離變大距離變小4、潤(rùn)滑油膜厚度檢測(cè)p 傳感器選擇 光源激光光源為氦氖激光燈 光電檢測(cè)元件 光電二極管(PIN管)運(yùn)算放大器à 直接輸出電壓，輸出電壓與接受到的光功率成正比p 后續(xù)測(cè)量系統(tǒng)p 系統(tǒng)分析解決了其他方法無(wú)法消除的電磁干擾、使用耐腐蝕等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了油膜厚度的精密檢測(cè)短、不耐高溫、不5、縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析Ø 測(cè)試

18、對(duì)象5、縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析Ø 測(cè)試任務(wù)n 噪聲測(cè)量基礎(chǔ) 噪聲F 物理定義大量頻率和相位各異復(fù)合而成的無(wú)序合聲，它已成為主要公害之一F 生理感受一種與有害 聲壓級(jí)Lp：衡量聲音的強(qiáng)弱p：聲壓p0：基準(zhǔn)聲壓 噪聲頻率：噪聲主要頻率成分 頻譜分析儀進(jìn)行連續(xù)譜測(cè)量 測(cè)量各個(gè)頻率帶寬內(nèi)的聲壓級(jí)L= 20 lgppp05、縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析Ø 測(cè)試方案ü 測(cè)試目的對(duì)某型號(hào)縫紉機(jī)噪聲進(jìn)試，目的是尋找噪聲源，從而為降低質(zhì)量提供依據(jù)噪聲大小、噪聲源其噪聲水平、提高縫紉機(jī)噪聲主要是由結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生噪聲級(jí)測(cè)量+振動(dòng)測(cè)量ü 測(cè)量?jī)?nèi)容 不同轉(zhuǎn)速下的噪聲水平及振動(dòng)水平（了解噪聲源

19、大?。?同時(shí)測(cè)量噪聲與各部件的振動(dòng)（判斷噪聲由那部分振動(dòng)引起） 采取分步運(yùn)轉(zhuǎn)方法測(cè)量各部件的振動(dòng)（找出振動(dòng)的主要原因）計(jì)權(quán)聲壓級(jí)（聲級(jí)）聲壓級(jí)5、縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析Ø 測(cè)量?jī)x器與方法ü 噪聲測(cè)量?jī)x器與測(cè)量方法聲級(jí)計(jì)（噪聲計(jì)）工作方框圖 聲級(jí)計(jì)：電容傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波電路、指示、電源 測(cè)量條件：必須處于半自由場(chǎng)，一般在半消聲室或開(kāi)闊空間 關(guān)鍵部位：縫紉機(jī)主軸、縫紉機(jī)針板孔ü 振動(dòng)測(cè)量?jī)x器與測(cè)量方法度傳感器 部位：縫紉機(jī)針板上送布牙的右側(cè)、垂直于底板5、縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析Ø 測(cè)量結(jié)果及分析幅值分析振動(dòng)有起伏現(xiàn)象振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速升高呈增大趨勢(shì)

20、9085807570060050070656055504003002001001074 1245 1420 1600 1791 1966 2149 2325 2677 2960 3230 3462 3743 3960 4191 4447 4749 4852轉(zhuǎn)速/rpm縫紉機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)位移轉(zhuǎn)速/rpm縫紉機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的噪聲級(jí)振動(dòng)峰峰值/um噪聲級(jí)/dB(A)5、縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析Ø 測(cè)量結(jié)果及分析頻譜分析146.5Hz146.5Hz73.3Hz517.6Hz聲壓級(jí)信號(hào)幅值譜振動(dòng)度信號(hào)幅值譜 振動(dòng)表現(xiàn)出明顯的諧波特性，峰值主要出現(xiàn)在主軸回轉(zhuǎn)頻率73.3Hz及二 倍頻上（146

21、.5Hz） 工及二工頻振動(dòng)實(shí)際上就是由縫紉運(yùn)動(dòng)部件的 不平衡引起設(shè)法改進(jìn)運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)平衡是減小振動(dòng)噪聲的關(guān)鍵5、縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析Ø 測(cè)量結(jié)果及分析相干分析不同頻率下振動(dòng)與噪聲的相關(guān)程度聲振相干函數(shù)圖（4500rpm） 分析結(jié)果噪聲與針板的振動(dòng)有很大的相關(guān)程度。針板機(jī)殼底板鑲嵌，降噪也應(yīng) 從抑制機(jī)殼表面振動(dòng)入手分步運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)找出哪一個(gè)部件是主要激勵(lì)源 分析結(jié)果：針刺挑線機(jī)構(gòu)是縫紉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最主要的激勵(lì)源，應(yīng)對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)平衡6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 測(cè)試對(duì)象設(shè)備p 流程工業(yè)的ü 發(fā)電機(jī)ü 壓縮機(jī)ü 風(fēng)機(jī)6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系

22、統(tǒng)Ø 測(cè)試對(duì)象設(shè)備p 事故造成損失慘重ü 直接經(jīng)濟(jì)損失至少在幾十萬(wàn)元以上ü 秦嶺200MW 5號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組特大事故（1988） 軸系的7處對(duì)輪螺栓、軸體5處發(fā)生斷裂，共斷為13斷，主機(jī)基本毀壞 由油膜失穩(wěn)開(kāi)始的，突發(fā)性、綜合性強(qiáng)烈振動(dòng)造成的軸系嚴(yán)重破壞 沒(méi)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 整個(gè)機(jī)組，損失慘重發(fā)電機(jī)熱電廠3號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組特大事故（1999）ü 烏 汽輪機(jī)超速飛車(chē)至4500rpm 發(fā)電機(jī)及機(jī)組油系統(tǒng)著火 設(shè)備直接經(jīng)濟(jì)損失1916萬(wàn)元6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 測(cè)試對(duì)象設(shè)備p 維修成本高ü 計(jì)劃維修設(shè)備不分狀態(tài)好壞，一律執(zhí)行計(jì)劃預(yù)修，

23、對(duì)設(shè)備大面積拆裝 使有些還可以使用的零部件被提前更換 有些部件在拆卸過(guò)程中被損壞 原來(lái)磨合得很好的部件又被重新裝配ü 狀態(tài)維修以設(shè)備狀態(tài)作為維修的出發(fā)點(diǎn)，有針對(duì)性的糾正設(shè)備狀態(tài) 各個(gè)部件的使用 依靠對(duì)設(shè)備進(jìn)及運(yùn)行狀態(tài)試、檢查和診斷來(lái)掌握其運(yùn)行狀態(tài)6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 設(shè)計(jì)目的ü 保障設(shè)備的長(zhǎng)周期安全、高效運(yùn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地反映設(shè)備的故障類(lèi)型與部位，以消除狀態(tài)、捕捉設(shè)備的運(yùn)行隱患、確診設(shè)備的故障，避免嚴(yán)重故障，減少一般故障設(shè)備狀態(tài)的未來(lái)發(fā)展變化趨勢(shì)、指導(dǎo)機(jī)組預(yù)知維修üü 建立完整的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，支持機(jī)組的更新?lián)Q代Ø 測(cè)

24、試內(nèi)容ü 信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理ü 實(shí)時(shí)機(jī)組關(guān)鍵參數(shù)：振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、工藝ü 特征提取、進(jìn)行機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)ü 提供分析診斷的各種工具ü 評(píng)估機(jī)組運(yùn)行的性能狀態(tài)ü 機(jī)組數(shù)據(jù)6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 測(cè)試方案監(jiān)測(cè)診斷發(fā)展趨勢(shì)püüü網(wǎng)絡(luò)化： 專(zhuān)業(yè)化：、分布式監(jiān)測(cè)；異地托管廠家參與、專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)參與標(biāo)準(zhǔn)化：信息標(biāo)準(zhǔn)化、分析模塊標(biāo)準(zhǔn)化方案利用信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備狀態(tài)信息共享等傳感器信號(hào)處理測(cè)量、分析、傳輸pü、傳輸、分析和ü指標(biāo)振動(dòng)：快變信號(hào)，0150m±5、帶寬010kHz

25、轉(zhuǎn)速：脈沖信號(hào)，012000rpmpüü工藝：慢變信號(hào)，05V±0.5ü6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 測(cè)試方案企業(yè)級(jí)Web 服務(wù)器企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器監(jiān)測(cè)診斷平臺(tái)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（用戶(hù)終端）企業(yè)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)單元設(shè)備監(jiān)測(cè)單元關(guān)鍵機(jī)組關(guān)鍵機(jī)組網(wǎng)絡(luò)化的CPCI設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)診斷軟件平臺(tái)6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 傳感器選擇p 振動(dòng)ü 轉(zhuǎn)子振動(dòng)：非接觸式、振動(dòng)渦流傳感器Bently激光傳感器米依ü 機(jī)殼振動(dòng)：接觸式、速度/ 探頭直徑（mm） 8 量程（mm） 2 靈敏度（v/mm）

26、8 頻率響應(yīng)（KHz） 05 溫漂（/ FS） 0.1度 線性度誤差（FS） ±2.0p 轉(zhuǎn)速：非接觸式：渦流式、光電式p 推薦傳感器 振動(dòng)、轉(zhuǎn)速渦流傳感器 靈敏度：100mV/g 量程：50g 頻率范圍：0.5-8000Hz（±10%) 安裝諧振點(diǎn):30kHz 分辨率：0.0002g 重量：8gm 線性：1% 輸出偏壓：8-12VDC 恒定電流：2 20mAü 精度、成本適中ü 非接觸測(cè)試、可靠穩(wěn)定ü 安裝容易 機(jī)殼振動(dòng)ü 使用方便度傳感器 輸出阻抗：150 激勵(lì)電壓：18-30VDCü 安裝容易6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)

27、絡(luò)化系統(tǒng)Ø 傳感器選擇p 工藝ü 溫度：熱電偶/熱電阻：應(yīng)變式üp 推薦傳感器05V、420mA 200 ü 輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)ü 輸出阻抗STWB系列溫度變送器STP變送器MHM-04B信號(hào)調(diào)理6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 測(cè)試部位推薦測(cè)點(diǎn)位置p 振動(dòng)ü 每個(gè)支承面選擇2個(gè)徑向振動(dòng)測(cè)點(diǎn)ü 每段轉(zhuǎn)子選擇1個(gè)軸向位移點(diǎn)空壓機(jī)南 y空壓機(jī)北 y汽輪機(jī)南 y增壓機(jī)南 y增壓機(jī)軸向汽機(jī)北y增壓機(jī)北 y空壓機(jī)變速箱汽輪機(jī)增壓機(jī)空壓機(jī)北 x空壓機(jī)南 x汽輪機(jī)北 x增壓機(jī)北 x空壓機(jī)轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速空壓機(jī)軸向汽輪機(jī)南 x增壓機(jī)南

28、 xü 徑向振動(dòng)傳感器互為90°布置ü 被測(cè)表面材質(zhì)均勻水平傳感器轉(zhuǎn)子垂直傳感器6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 測(cè)試部位推薦測(cè)點(diǎn)位置可選測(cè)點(diǎn)度ü 機(jī)殼四角選擇測(cè)點(diǎn)（靠近支承面）ü 垂直安裝、鋼柱螺栓連接pp 轉(zhuǎn)速/鑒相ü 鑒相槽槽深1mm、寬取l決于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子直徑、探頭直徑0鑒相槽l鑒相槽msD-5轉(zhuǎn)子-10D探頭-15V（a）轉(zhuǎn)速探頭（b）轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø CPCI監(jiān)測(cè)單元p 基本任務(wù) 機(jī)組信號(hào)調(diào)理 機(jī)組完整的狀態(tài)信息（振動(dòng)量、工藝量和轉(zhuǎn)速） 獲取數(shù)據(jù)的網(wǎng)上發(fā)布（升降速過(guò)程、

29、運(yùn)行）觸發(fā)的數(shù)據(jù)存入企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)p 基本組成型號(hào)：CPCI-6840V：標(biāo)準(zhǔn)6U面板2個(gè)槽位CPCI 總線輸入 振動(dòng)/速度（8 路）、轉(zhuǎn)速處理器：Pentium 主存貯器：512MB 內(nèi)置硬盤(pán)：40GBIII/1.6GHz輸入 振動(dòng)/速度（8 路）、轉(zhuǎn)速輸入 振動(dòng)/速度（8 路）、轉(zhuǎn)速輸入 工藝(標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),64 路)內(nèi)置接口：2個(gè)LAN、4個(gè)USB 操作系統(tǒng)：Windows XPCPCI 機(jī)箱基于 CPCI 總線的設(shè)備監(jiān)測(cè)單元系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø CPCI監(jiān)測(cè)單元p 基于DSP的 信號(hào)調(diào)理處理模塊通道 1通道 2通道 3信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理 并行 實(shí)時(shí)處理通道

30、8：TMS320C6711信號(hào)調(diào)理DSP調(diào)理板濾波üüü器：64MB擴(kuò)展數(shù)據(jù)緩存FIFO系統(tǒng)：微型實(shí)時(shí)內(nèi)核外時(shí)鐘外觸發(fā)üDSP/BIOS多任務(wù)、多進(jìn)程6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø CPCI監(jiān)測(cè)單元p 監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)維護(hù)和企業(yè)庫(kù)管理1. 可視化系統(tǒng)組態(tài)控2. 系統(tǒng)維護(hù)n 軟件環(huán)境n Windows2000n MS SQL企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)包制3. 企業(yè)庫(kù)的包和維護(hù)數(shù)據(jù)廣播數(shù)據(jù)包TCP/IP 數(shù)據(jù)通訊接口n 三層結(jié)構(gòu)n 自適應(yīng)模塊基于（門(mén)限、分頻、趨勢(shì)監(jiān)測(cè)）驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)管理機(jī)制系統(tǒng)配置維護(hù)程序CPCI 平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)企業(yè)庫(kù)n 設(shè)備數(shù)據(jù)管理模

31、塊n 網(wǎng)上組態(tài)和維護(hù)設(shè)備監(jiān)測(cè)信息獲取程序控n 多數(shù)據(jù)庫(kù)制n DSP數(shù)據(jù)庫(kù)n CPCI數(shù)據(jù)庫(kù)n 企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)n 多種傳輸n 數(shù)據(jù)發(fā)布n 存庫(kù)DSP 模塊數(shù)據(jù)庫(kù)DSP 自適應(yīng)模塊基于總線的設(shè)備監(jiān)測(cè)單元CPCI數(shù)據(jù)包6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和共享MIMOSA規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)#13#15 site database企業(yè)庫(kù)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)ü 數(shù)據(jù)庫(kù)定義企業(yè)及數(shù)據(jù)庫(kù)ü 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)#18 segment#19 segment_child#17 segment type系統(tǒng)、機(jī)組、設(shè)備ü 測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)測(cè)量位置、類(lèi)型、傳感器等參數(shù)測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)#47 meas_loc

32、ation#55 meas_loc_type#46 tr_axis_dir_type#53 trans_typeü 測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)門(mén)限、測(cè)量ü 監(jiān)測(cè)單元、測(cè)量數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)基本信息、模塊配置、關(guān)聯(lián)信息基于CRIS V2.1 規(guī)范的企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)層次示意圖6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)p 時(shí)域波形數(shù)據(jù)表ColumnDescriptionSize/Typemeas loc siteMeasurement location idINTEGER NOT NULLmeas loc idINTEGER NOT NULLgmtTime of measurement (

33、GMT)CHAR(29) NOT NULLec_db_siteEng. change type codeINTEGER NOT NULLec_db_idINTEGER NOT NULLec_type_codeINTEGER NOT NULLsam le rateSam lin rate HDOUBLE NOT NULLmin_frequencyFrequency band minimum (Hz)DOUBLEmax_frequencyFrequency band um (Hz)DOUBLEnumber_of_samplesNumber of samplesDOUBLE NOT NULLasso

34、c_rpm_in_hzAssociated rpm (Hz)DOUBLEnameFull descriptionVARCHAR(254)waveform_dataWaveform dataLONG BINARYgmt_last_updatedLast updatedDATETIME NOT NULLrstat_type_codeRow status type codeSMALLINT NOT NULL6、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)Ø數(shù)據(jù)包設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包：構(gòu)成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)信息包ü 信息全面ü 結(jié)構(gòu)緊湊p網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù) 包數(shù)據(jù)包CPCI 平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)&

35、#252; 標(biāo)識(shí)+應(yīng)用+數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包包DSP 模塊DSP 模塊DSP 模塊數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)DSP 自適應(yīng)模塊DSP 自適應(yīng)模塊控制信息包ü 系統(tǒng)建立在控制信息包ü 初始化（單元/模塊）ü 配置組態(tài)、維護(hù)（ 數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)）DSP 自適應(yīng)模塊參數(shù)、模型參數(shù)、門(mén)限參數(shù)、決策參數(shù)、CPCI設(shè)備監(jiān)測(cè)單元Ø 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)信息包總數(shù)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)信息包設(shè)計(jì)： 標(biāo)識(shí)信息站點(diǎn)代碼、節(jié)點(diǎn)代碼、信息信息包編號(hào)信息塊站點(diǎn)代碼類(lèi)型類(lèi)型、類(lèi)型、監(jiān)測(cè)標(biāo)記、年月日應(yīng)用信息信息包總數(shù)、信息包編號(hào) 應(yīng)用信息時(shí)分秒關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)速時(shí)間、關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)速、各類(lèi)鑒相脈沖通道測(cè)點(diǎn)的樣本個(gè)數(shù)、采樣長(zhǎng)度、采樣頻率 測(cè)量數(shù)

36、據(jù)鑒相、振動(dòng)、速度、工藝依次排列的實(shí)際數(shù)據(jù)塊2*vln鑒相數(shù)據(jù)測(cè)振動(dòng) 1 數(shù)據(jù)2*vln量數(shù)據(jù)塊振動(dòng) 2 數(shù)據(jù)2*len2*sch工藝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型說(shuō)明注1信息包總數(shù)2標(biāo)識(shí)信息塊2信息包編號(hào)23站點(diǎn)代碼4企業(yè)的 ID 號(hào)4數(shù)據(jù)庫(kù)代碼4企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的 ID 號(hào)5節(jié)點(diǎn)代碼2企業(yè)內(nèi)機(jī)組的 ID 號(hào)6監(jiān)測(cè)單元編號(hào)2機(jī)組的監(jiān)測(cè)單元編號(hào)7信息類(lèi)型21、實(shí)時(shí)；2、快采數(shù)據(jù)；3、塊數(shù)據(jù)8監(jiān)測(cè)標(biāo)記224是否超限：0、沒(méi)有；1、有9類(lèi)型1、定時(shí)；2、；3、啟停機(jī)10年月日格式為：yyyymmdd11時(shí)分秒4格式為：hhmmssdd （dd 為秒的小數(shù)）12關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)速2對(duì)應(yīng)的機(jī)組工作轉(zhuǎn)速應(yīng)用信息塊13鑒相脈沖通道2設(shè)為 num1， 0 為無(wú)，有取值為 114振動(dòng)測(cè)點(diǎn)總數(shù)2設(shè)為 num2振動(dòng)參數(shù)15振動(dòng)測(cè)點(diǎn)類(lèi)型216振動(dòng)采樣頻率217振動(dòng)采樣長(zhǎng)