發(fā)布時(shí)間：2021-08-21 11:49

　　在旋轉(zhuǎn)機(jī)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(guò)程中水平方向和鉛直方向上產(chǎn)生的振動(dòng)量也是不同的,所以需要選擇不同方向的振動(dòng)量。本課題在信號(hào)同頻相關(guān)算法的基礎(chǔ)上,研制了一種新型多通道動(dòng)平衡測(cè)試儀器,該測(cè)試儀器具有多通道振動(dòng)信號(hào)采集功能,可同時(shí)檢測(cè)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(jì)內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:根據(jù)測(cè)試對(duì)象和設(shè)計(jì)要求,首先確定測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。選取壓電式傳感器拾取轉(zhuǎn)子在不同方向上的振動(dòng)信號(hào),激光傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號(hào)。硬件電路主要分為兩大部分,第一部分是對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,使之得到具有一定強(qiáng)度且與轉(zhuǎn)速同頻的振動(dòng)信號(hào),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(hào)相關(guān)原理設(shè)計(jì)的同頻相關(guān)電路,此電路承擔(dān)了大部分的不平衡量計(jì)算過(guò)程,使測(cè)試速度更快、更準(zhǔn)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(jì)生產(chǎn)的24位數(shù)據(jù)采集卡采集振動(dòng)數(shù)據(jù)并上傳至計(jì)算機(jī)。測(cè)試軟件也由兩部分組成,第一部分是應(yīng)用Visual Basic6.0語(yǔ)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(lái)源】：沈陽(yáng)理工大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

曲軸斷裂圖

-6-第2章多通道動(dòng)平衡測(cè)試儀的總體方案設(shè)計(jì)為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)器的轉(zhuǎn)速提出了更高的要求，機(jī)械振動(dòng)的問(wèn)題也伴隨而來(lái)。由振動(dòng)引起的機(jī)械故障占到了機(jī)械故障原因的一半以上，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡關(guān)系到機(jī)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(dòng)平衡問(wèn)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(dòng)量是不同的，所以，研制一款多通道動(dòng)平衡測(cè)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(jì)、磨損等原因，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子上存在偏心質(zhì)量，當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)處于動(dòng)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(shí)，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(shí)的角速度，單位：srad/；cost——轉(zhuǎn)子的振動(dòng)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(gè)離心力會(huì)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動(dòng)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(dāng)轉(zhuǎn)子在某些特定的轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，機(jī)械會(huì)出現(xiàn)劇烈的振動(dòng)現(xiàn)象，甚至?xí)斐蓹C(jī)器的損沈陽(yáng)理工大學(xué)碩士學(xué)位論文

第2章多通道動(dòng)平衡測(cè)試儀的總體方案設(shè)計(jì)-7-壞，所以，轉(zhuǎn)子工作的轉(zhuǎn)速盡量不要在這個(gè)轉(zhuǎn)速附近，此時(shí)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力較小，作用在機(jī)器上產(chǎn)生的振動(dòng)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(jì)，稱為剛性轉(zhuǎn)子[5]。相反，當(dāng)撓曲變形量不可略去不計(jì)時(shí)稱為柔性轉(zhuǎn)子。2.2動(dòng)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(guò)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(guò)配重的方式，使轉(zhuǎn)子質(zhì)量相對(duì)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(guò)程。2.2.1.1靜平衡原理靜平衡測(cè)量是在不連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行測(cè)量的一種方法，通常用于轉(zhuǎn)速不高、長(zhǎng)徑比較小的轉(zhuǎn)子。雖然靜平衡技術(shù)能夠使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡的精度較低，但在做高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的平衡時(shí)，可以通過(guò)先做靜平衡來(lái)減少轉(zhuǎn)子最后的動(dòng)平衡的工作量，同時(shí)也降低了由于不平衡量過(guò)大導(dǎo)致振動(dòng)過(guò)大帶來(lái)的危險(xiǎn)。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(dòng)，待轉(zhuǎn)子靜止后，轉(zhuǎn)子重心會(huì)處于最低處�？梢酝ㄟ^(guò)去掉重心位置適當(dāng)質(zhì)量或在重心對(duì)稱的位置上加上適當(dāng)質(zhì)量來(lái)進(jìn)行平衡，需經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)至轉(zhuǎn)子可以在任意位置靜止。2.2.1.2動(dòng)平衡原理動(dòng)平衡測(cè)量是在轉(zhuǎn)子處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行的不平衡量測(cè)量方法，要使轉(zhuǎn)子的振動(dòng)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(gè)平面上或者相互平行的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]變頻器與主設(shè)備的串行通信[J]. 劉思遠(yuǎn).  化工自動(dòng)化及儀表. 2019(08)
[2]基于虛擬儀器的和諧型機(jī)車控制電路電壓檢測(cè)儀研發(fā)[J]. 畢紅雪,張中央,李福勝,李書營(yíng).  電氣應(yīng)用. 2018(24)
[3]軟硬支承一體動(dòng)平衡研究[J]. 吳永暉,劉亮.  工業(yè)計(jì)量. 2017(06)
[4]基于FPGA的振動(dòng)信號(hào)采集卡的研究與設(shè)計(jì)[J]. 侍潔,袁紅兵,陳永進(jìn).  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2017(03)
[5]基于ModBus協(xié)議的PLC與多臺(tái)變頻器通信[J]. 王耿燃.  機(jī)電工程技術(shù). 2016(11)
[6]一種矢量信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)[J]. 叢森,孟兆新.  電子世界. 2014(06)
[7]基于VB6.0下的PEC8000模塊與計(jì)算機(jī)串口通訊的應(yīng)用[J]. 楊志,李國(guó)林.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2014(02)
[8]鎖相倍頻電路在電壓信號(hào)DSP數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J]. 張旭,黃細(xì)霞,孔祥品,代小磊.  電源學(xué)報(bào). 2012(05)
[9]基于LMF100的自動(dòng)跟蹤帶通濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 孟志強(qiáng),夏曉榮,關(guān)松青.  湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(11)
[10]矢量調(diào)制法的測(cè)量精度研究[J]. 趙岳生,陶桓美,林玉榮,張峻.  計(jì)量學(xué)報(bào). 2007(04)

碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)機(jī)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 馬俊飛.青島理工大學(xué) 2018
[2]柔性轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 白志強(qiáng).沈陽(yáng)理工大學(xué) 2017
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械遠(yuǎn)程振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[D]. 李馳.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2017
[4]自動(dòng)平衡裝置伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張樹旺.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2017
[5]基于動(dòng)平衡原理的曲軸質(zhì)量定心系統(tǒng)研究[D]. 教傳航.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2016
[6]鋼坯修磨砂輪動(dòng)平衡技術(shù)的研究[D]. 房資揚(yáng).東北大學(xué) 2014
[7]多功能曲軸動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 王延斌.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2014
[8]嵌入式磨床動(dòng)平衡測(cè)試儀的研制[D]. 魏巍.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2014
[9]高精度測(cè)量電路快速啟動(dòng)研究[D]. 俞舟平.浙江大學(xué) 2013
[10]柔性轉(zhuǎn)子多轉(zhuǎn)速多平面動(dòng)平衡檢測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 楊克振.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3355542