轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速測量實驗指導(dǎo)書新

轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速測量實驗指導(dǎo)書一、實驗?zāi)康臎r。1、觀察和了解轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速時的振動現(xiàn)象，振動的幅值和相位的變化情況。2、利用振型圓和波德圖測量轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。3、觀察和驗證轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對臨界轉(zhuǎn)速的影響。4、了解非接觸渦流式位移傳感器和振動測量分析儀器的使用。一、實驗裝置與原理1、 柔性轉(zhuǎn)子振動模擬試驗臺。圖1、柔性轉(zhuǎn)子臨界速度測定裝置含油軸承支座2.限位保護支座3.轉(zhuǎn)盤4.光電轉(zhuǎn)速傳感器5.渦流傳感器6.轉(zhuǎn)軸7.傳感器支座8.聯(lián)軸節(jié)9.電機10.調(diào)壓器11.前置放大器12.數(shù)據(jù)采集接口箱圖1所示為柔性轉(zhuǎn)子臨界速度測定裝置，它包括，實驗臺和測試儀器兩部分，實驗臺部分是電機、支撐和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由等直徑軸和若干轉(zhuǎn)盤組成，轉(zhuǎn)盤在軸上的位置可以改變，轉(zhuǎn)軸的直徑為9.5，轉(zhuǎn)盤分為兩種規(guī)格。7625，其質(zhì)量為800g；76X19，其質(zhì)量為600g。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化通過串激電機改變電壓實現(xiàn)的。測試儀器主要是兩個渦流式位移傳感器及其前置放大器，光電轉(zhuǎn)速傳感器，數(shù)據(jù)采集接口箱等。2、 計算機化的數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)本實驗的數(shù)據(jù)采集與處理，均通過計算機化的“信號采集與分析系統(tǒng)CRAS”實現(xiàn)。該系統(tǒng)包括傳感器以及放大器（非接觸渦流式位移傳感器二只，光電轉(zhuǎn)速傳感器一只），直流穩(wěn)壓電源，數(shù)據(jù)采集卡，接口箱，以及VMCRAS軟件等。圖2轉(zhuǎn)子軸心軌跡的監(jiān)測圖3轉(zhuǎn)子的波德圖3、 實驗原理測定轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速en,即轉(zhuǎn)子彎曲固有頻率?？赏ㄟ^觀察轉(zhuǎn)子升速旋轉(zhuǎn)時的軸心軌跡圖或波德圖實現(xiàn)。軸心軌跡圖的測試如圖2所示,通過將兩個渦流傳感器分別置于軸某一截面相互垂直的兩個方向上，把兩個方向上的振動信號分別輸入信號分析儀的X軸和Y軸,由此測得轉(zhuǎn)子的渦動運動,這種渦動運動的軌跡稱為軸心軌跡。用某種方法測得的軸心軌跡圖也稱為李莎如圖。轉(zhuǎn)子的軸心軌跡一般為橢圓,當轉(zhuǎn)子通過臨界轉(zhuǎn)速時,橢圓迅速變大,橢圓軸線方向迅速改變。通過臨界轉(zhuǎn)速后,橢圓又縮小。波德圖是反映轉(zhuǎn)子振幅和相位隨轉(zhuǎn)速變化的曲線,如圖3。通過波德圖,可清楚看出轉(zhuǎn)子通過臨界轉(zhuǎn)速時,振幅迅速變大,通過臨界轉(zhuǎn)速后,振幅又變小。臨界轉(zhuǎn)速前后的相位迅速改變。三、實驗步驟1、 熟悉實驗用設(shè)備和儀器。2、 打開數(shù)據(jù)采集接口箱的電源。3、 打開計算機電源,鼠標點擊：CRAS5.1（快捷方式），進入計算機化的振動信號采集分析系統(tǒng)CRAS。再點擊：“旋轉(zhuǎn)機械振動監(jiān)示與分析VMCRAS”。在“VMCRAS”狀態(tài)下，點擊：“作業(yè)”：①在“搜尋（I）”欄確認作業(yè)文件的位置；在“文件名稱（N）”欄寫入所起的文件名;在“文件類型（T）”欄點入'外部雙通道（*.RED）”（注：內(nèi)部方式指定采樣率采樣、適用于穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；外部方式指整周期采樣、采樣頻率隨轉(zhuǎn)速同步變化，適用于起停車的瞬態(tài)過程。）。4、 設(shè)置實驗參數(shù)，點擊“參數(shù)設(shè)置”①采集方式：外部；鍵相位為：64或128（表示整轉(zhuǎn)速周期的測點數(shù)）。②采集控制：監(jiān)示采集；轉(zhuǎn)速控制為“升速”；在老師的指導(dǎo)下或根據(jù)經(jīng)驗填入“總記錄時間（秒）”、“開始轉(zhuǎn)速”、“停止轉(zhuǎn)速”、“轉(zhuǎn)速間隔”等。③監(jiān)測值類型：pp（雙峰值）。工程單位：“m。電壓范圍：±10000Mv。通道標記：確認各通道（傳感器）的振動方向，X或Y。所有參數(shù)確定后，點擊“確認”。5、 在每個軸承座鑼釘孔滴入所需潤滑油；然后打開試驗臺調(diào)速器電源。微小轉(zhuǎn)動調(diào)壓器旋鈕，轉(zhuǎn)子即會轉(zhuǎn)動。緩慢地轉(zhuǎn)動調(diào)壓器，逐步升速；升速時必須注意防止瞬時電流過大。升速記錄時不得降速（即反向轉(zhuǎn)動調(diào)壓器）。振動記錄結(jié)束后，反向轉(zhuǎn)動調(diào)壓器平穩(wěn)降速。直至電壓為零，再切斷電源。6、 在轉(zhuǎn)子啟動的同時，點擊“在線監(jiān)測”，即可觀察到由兩個傳感器（一個水平放置、一個垂直放置）分別采集的轉(zhuǎn)子兩個方向的振動波形，隨著轉(zhuǎn)速的升高，振幅也越來越高，當轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時，振幅出現(xiàn)一個高峰。當轉(zhuǎn)速超過臨界轉(zhuǎn)速后繼續(xù)升速，振幅降低，逐漸達到一穩(wěn)定值。7、振動記錄結(jié)束后，通過顯示器觀察轉(zhuǎn)子的動態(tài)特性，有兩種方式：伯德圖依次點擊“瞬態(tài)分析”，“伯德圖”，即看到兩通道的轉(zhuǎn)子振動幅頻特性和相頻特性曲線。點擊通道1或通道2，觀察并記錄單個通道的從振幅和相位兩個方面反映的轉(zhuǎn)子振動情況。一般振幅極大值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速就是臨界轉(zhuǎn)速，臨界轉(zhuǎn)速附近的高振幅區(qū)為共振區(qū)。當轉(zhuǎn)速經(jīng)過共振區(qū)時，相位發(fā)生突變（約180°的相位變化）。⑵軸心軌跡圖依次點擊“圖形顯示”，“軌跡圖”，即看到某一轉(zhuǎn)速下的軸心軌跡圖，看到轉(zhuǎn)速頻率的軸心軌跡圓，通過點擊改變轉(zhuǎn)速（時間），觀察不同轉(zhuǎn)速下的軸心軌跡圓形狀。轉(zhuǎn)速由低速逐漸升高時，軌跡圓越來越大，再通過臨界轉(zhuǎn)速時，圖形迅速增大，圖形的方向突然改變。通過臨界轉(zhuǎn)速后，圖形逐漸縮小。8、 根據(jù)觀察分析結(jié)果，確定轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。9、 改變轉(zhuǎn)子位置；重復(fù)步驟5-8。10、 實驗結(jié)束后，先切斷穩(wěn)壓電源，接口箱的電源，再切斷計算機的電源。實驗數(shù)據(jù)記錄第1次（a二b=）第2次（a二b=）轉(zhuǎn)速（rpm）幅值（》m）相位（度）轉(zhuǎn)速（rpm）幅值（》m）相位（度）四、數(shù)據(jù)整理1、畫出實驗臺轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖2、手工畫出波德圖，（振幅-轉(zhuǎn)速圖和相位-轉(zhuǎn)速圖）列出最大振動位移量和臨界轉(zhuǎn)速值3、按理論公式計算該轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)軸的直徑為09.5mm，轉(zhuǎn)盤分為兩種規(guī)格。076J較厚的轉(zhuǎn)盤質(zhì)量為800g；較薄的轉(zhuǎn)盤質(zhì)量為600g。）轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速簡易計算公式（鄧柯來公式）：1 （L—a）2+m2b2（L—t））2農(nóng)宏 3EIL式中：ayb,L的尺寸見圖4,由現(xiàn)場測量——以“弧度/秒”單位表示的轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速，7V轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分材料彈性膜量，――兩轉(zhuǎn)盤的質(zhì)量,軸的截面慣性距，，7V轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分材料彈性膜量，――兩轉(zhuǎn)盤的質(zhì)量,軸的截面慣性距，，轉(zhuǎn)軸直徑，（）E-E^2.0xW5MPad-d=9.5tnm4、圖4轉(zhuǎn)子示意圖對結(jié)果進行分析比較。五、實驗報告：實驗報告內(nèi)容1、實驗?zāi)康?、實驗原理和實驗裝置（畫出實驗臺轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖）3、實驗過程4、實驗記錄表5、 手工畫振幅-轉(zhuǎn)速圖