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优化设备诊断要点
北方工业大学设备状态监测与故障诊断技术与应用试验报告书专业:机械工程班级:机研-16姓名:甄洪锋学号:2016312070115指导老师:徐宏海实验一、转子临界转速测量一、实验目的1.了解转子临界转速的概念2.学习测量系统硬件操作使用及系统组建3.熟悉INV1612型多功能柔性转子实验模块的使用4.学习转子临界转速的测量原理及方法5.观察转子在临界速度时的振动现象、幅值及相位的变化情况二、实验原理临界转速:转子转动角速度数值上与转轴横向弯曲振动固有频率相等,即:ω=ωn时的转速称 为临界转速。转子在临界转速附近转动时,转轴的振动明显变得剧烈,即处于“共振”状态,转速超过临界转速后的一段速度区间内,运转又趋于平稳。所以通过观察转轴振动幅值-转速曲线可以测量临界转 速。轴心轨迹在通过临界转速时,长短轴发生明显变化;所以通过观察轴心X-Y图中振幅-相位变化, 可以判断临界转速。转轴在通过临界转速时,振动瞬时频谱幅值明显增大;所以通过观察X、Y向振动频谱的变化可 以判断临界转速。三、实验步骤1.查看实验注意事项,做好实验的准备工作,准备实验仪器及软件。2.组建测试系统1)抽出配重盘橡胶托件,油壶内加入适量的润滑油。2)按照图1.1和1.7连接,速度传感器可不连接,检测连接是否正常。3)运行INV1612型多功能柔性转子实验系统软件-转子实验模块,如图2.1.1。3.采样参数设置点击图2.1.1所示设置[P]按钮,参照图2.1.2所示采样和通道参数的设置来分配传感器信号的 通道。采集仪的1通道接转速(键相)信号,2通道接水平位移X向信号,3通道接垂直位移Y向信 号;对于0~10000r/min的转子实验装置,为兼顾时域和频域精度,一般采样频率应设置在1024~4096Hz的范围较为合适;程控放大可以将信号放大,但注意不要太大,以免信号过载;X-Y(轴心轨 迹)图设置中选择XY轴对应的测量通道,用于通过轴心轨迹观察临界转速。谱阵和幅值曲线图设中,选择X或Y向位移信号对应的分析通道,本次实验用于测量转速-幅值曲线判断临界转速。设置完毕点击确定。 本次实验中,由于转轴较细,为了避免传感器磁头发生磁场交叉耦合引起的误差所以X、Y向传感器不要安装在同一平面内。图2.1.1 转子实验模块测试界面图2.1.2 采样和通道参数设置在图2.1.1 转子实验模块测试界面左侧“数字跟踪滤波[F]”下拉菜单中选择不滤波或基频1X 带通方式;在虚拟仪器库栏下打开转速表[F7]和幅值表[F8],观察转速和幅值变化;在图形显示区 上方设置[P]按钮左侧,选择测量信号显示方式:波形、频谱、XY图、幅值等(可按热键[K]进行显 示方式快速切换)。4.检查连线连接无误后,开启各仪器电源,点击开始按钮并同时启动转子,观察测量信号是否 正常。5.数据采集:1)转速幅值曲线:将显示调到幅值[K],逐渐提高转子转速,同时要注意观察转子转速与振幅的变化;接近临界转速时,可以发现振幅迅速增大,转子运行噪声也加大,转子通过临界转速后, 振幅又迅速变小。观察基频振幅-转速曲线,逐渐调整转速,振幅最大时即为系统的一阶临界转速。在临界转速附 近运转时要快速通过,以避免长时间剧烈振动对系统造成破坏。2)X-Y图:在数字跟踪滤波方式[F]选择0-1X低通或基频1X带通档,图形显示方式选择X-Y图, 逐渐改变转速,注意观察轴心轨迹在临界转速附近幅值、相位的变化趋势。在实验结果和分析中绘 出在临界转速之前和临界转速之后的两个轴心轨迹,比较其幅值、相位的变化特性。3)频谱图:在数字跟踪滤波方式[F]选择不滤波或基频1X带通档,图形显示方式选择频谱;逐 渐改变转速,注意观察频谱变化趋势。当过临界转速时发生共振,瞬时频谱幅值明显变大,可以判 断临界转速。实验完毕,存盘。四、实验结果和分析调入实验数据,进行实验分析绘出转速-幅值曲线并标出临界转速从实验图中可以看出临界转速大概是4100 r/min左右。2.绘制轴心在临界转速之前的X-Y图如图所示是在转速为3061 r/min时的x-y相位图3绘制轴心在临界转速之后的X-Y图此时转速为4517 r/min是转子刚达到临界转速后要变方向的相位图4. 绘出频谱幅值最大时刻频谱图,并标出转速与幅值由图知当频谱幅值最大时转速为4168(r/min),幅值为17.5113 um。5实验心得:对于旋转机械,在临界转速以下,振幅随转速增加而增大;当转速在临界转速以上时,转速增加时振幅趋于较小的稳定值;当转速接近于临界转速时,会发生共振,振幅具有最大的峰值,而且振幅对转速的变化很敏感。实验七、转子基频、倍频和半频测试一、实验目的:1、观察转子系统在旋转过程中频谱特性2、了解基频、半频及倍频对转子振动系统的幅值影响二、实验原理:转子故障特征分析中,可以通过基频、半频及倍频等频
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