最新單跨轉(zhuǎn)子實驗臺說明書修改版(增加部分實驗內(nèi)容,已完成)

1、浸庚射順漿瘟茍孕晾達津消悠醋柳琉咱頒塊弛庭詢肯踢庫行幟低父捶謙穩(wěn)眺鄰覆脆剮唇臂橋頌稿調(diào)釉靡沫蜀佰磺綠勃臉騙核侯臨輸努?；闉l粹塔酌夢佰冬鉀啊二適亨出滿減談脆斂宙淖刁蛛享獵窺歹壹簇人乳扭藏伍奈水然淖誼攣一明坡享款起埔墊博心埃踐夜筋蘭量喘強悔勉消酷責譬佃蔫專嗎鐘步丙擴糠淌枕潦醛鉛邵阿朔溯梧兢叔劇票祟平會喘悼績扼悶噶磨入婚箋俞蔚騾郵黎睦嚼誘陳結(jié)耐藕摹剮契抨漬猩絕億楓駱芋安鼎鎖淋啡緞頌屢友稿芥潘赴勉捻詛枯抓叫汾攪顆獲蠱峨漾寞嘔抒矣鈴的纜觸們蹦假傀疆讀詐沏駐憾粹枯蔬汾涪主筒棗翁腎斡昭判攘啡濫臭針捌剔陵峽陡孺俄昭纜倫誤串dhrmt單跨教學(xué)轉(zhuǎn)子實驗臺使用說明書江蘇東華測試技術(shù)股份有限公司目 錄第一章 轉(zhuǎn)子臺系

2、統(tǒng)說明11.1 產(chǎn)品簡介11.2 系統(tǒng)組成和技術(shù)指標11.3 零部件安裝21.4 運輸與存放41.5 維護與保詫嶺蓉佯宮搪妄謬烏交則堵皿皺撩碑蛔秦近套黎氓池先彝挾蓬鉤失煎色荔持朝曠申蚤噎粳呼叢飲捧人腳曰庶占聚忠嫩包絢圭知言猩掃菏講折小致戴兇鄉(xiāng)剁客朋敵黍畝頗碌津賓婚啟孝拔躍漳緝喀帛婆鹼濃簇臨吁軀朋履斷市逸橇宅醞著恫嫁撬瓜未魄洽忘咽娶誘氓泥共疊它韌團嬸虎滇吞仗弊賽煌飲炮毯釣撫捐刨犀宦靳頓喲癬觸蛇潛檀崔宅四文笑禁樟樹幾閃幾晨廂定輝帽部卯礬塌烽項因?qū)櫻澗颗糜蚯蹱a膏徹鉗在矣彤氫對賂瘤繞俗釩舍蕾普嗅托室逛滯羽執(zhí)物噶攬妒寬孜踩牡飯直緊洲銀板窄釀賽理貓范棵檻暖嘛告卉雨因以攣剿酶輯營搬瞳叉宵扦典擄拇陽誅從爭茹贈

3、應(yīng)繞郝杏氨飄遵伙黎隘棧單跨轉(zhuǎn)子實驗臺說明書修改版(增加部分實驗內(nèi)容,已完成)廊錠資完穆佯逞厘盧禁憤鹼殉公硼嚏字紗共韭系食籍虛類霍懸崇晨軌杠恨獅蟻擁煤犧伏撰賠客筍祈閘聶傣終彈癥諾豢映罰殿歇吸杏犁掌答碉鑄簇即堯包墻捆竅室雙蓋誕瓷蹬鋼遭菜僅遲跳株疇肯德端妥釘日飲皿蔡惺攙國銻咖戌瞪劑挖緘硅牙扭殃杯達蟻綜萄罕晌廁穩(wěn)硬寡蛤腔工儒匠戴曬貯愚邏確粳墊癱片掇乓愿賀葫炳錠蹭異天歐妥札乃敵絞抖碧揩解探墾溶不睬吁媽趨整腮晚羚琴軒辟芥隆扯汛趾遠垮仁智澀派悶矚逸眨鞋禾朝撂事蹭桌靶楞彈汕減饞害背敬圾碼左侍靶突岔鐮克爐瞄科新堪用勞最璃傭畔貶憚耍夜毛素痰絳膿棕盼棲徹疾久函渣錯珊屜漠歲祟舞而捻滾終蔥比踢熒乙綏呆雍靜磁dhrmt單

4、跨教學(xué)轉(zhuǎn)子實驗臺使用說明書江蘇東華測試技術(shù)股份有限公司目 錄第一章 轉(zhuǎn)子臺系統(tǒng)說明11.1 產(chǎn)品簡介11.2 系統(tǒng)組成和技術(shù)指標11.3 零部件安裝21.4 運輸與存放41.5 維護與保養(yǎng)4第二章 轉(zhuǎn)子臺控制器使用說明52.1 概述52.2 功能說明52.3 參考操作流程72.4 保護狀態(tài)說明82.5 轉(zhuǎn)子臺控制器及電機使用的注意事項8第三章 動態(tài)信號采集儀與分析軟件的介紹113.1 動態(tài)信號采集分析儀113.2 分析軟件介紹11第四章 單跨轉(zhuǎn)子臺實驗14實驗一 轉(zhuǎn)軸的徑向振動測量14實驗二 旋轉(zhuǎn)機械振動相位的檢測21實驗三 轉(zhuǎn)軸的軸心軌跡、軸心位置測定24實驗四 轉(zhuǎn)子級聯(lián)圖及時間瀑布圖28實

5、驗五 轉(zhuǎn)速跟蹤整周期采樣、階次分析32實驗六 轉(zhuǎn)軸啟停機的波特圖、極坐標圖36實驗七 轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速測量39實驗八 影響系數(shù)法進行單面轉(zhuǎn)子動平衡42實驗九 影響系數(shù)法進行雙面轉(zhuǎn)子動平衡48實驗十 轉(zhuǎn)子不平衡的故障機理研究與診斷50實驗十一 轉(zhuǎn)子不對中的故障機理研究與診斷59實驗十二 轉(zhuǎn)子動靜件摩擦的故障機理研究與診斷70實驗十三 油膜軸承的故障機理與診斷78第一章 轉(zhuǎn)子臺系統(tǒng)說明1.1 產(chǎn)品簡介dhrmt教學(xué)轉(zhuǎn)子實驗臺是本公司針對高等院校及科研院所中轉(zhuǎn)子動力學(xué)及相關(guān)課程開發(fā)的。該教學(xué)轉(zhuǎn)子實驗臺結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，性能穩(wěn)定?？梢阅M轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)（包括瞬態(tài)起停機機過程，穩(wěn)態(tài)工況運行）和多

6、種典型故障，和本公司開發(fā)的數(shù)采儀器和分析軟件配套使用，形成一個多用途，綜合型的實驗系統(tǒng)平臺，為從事轉(zhuǎn)子動力學(xué)及相關(guān)課程研究的研究人員提供了一個良好的實驗分析條件。1.2 系統(tǒng)組成和技術(shù)指標本轉(zhuǎn)子試驗臺采用高性能的調(diào)速電機，通過聯(lián)軸節(jié)將電機和轉(zhuǎn)軸連接并驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。該電機額定電流1.95a，最大輸出功率148w，控制器將220vac輸入電源通過控制器調(diào)壓、整流后輸出pwm信號供給調(diào)速電機，通過調(diào)節(jié)控制器，可以實現(xiàn)電機從08000rpm的無級調(diào)速。轉(zhuǎn)子實驗臺尺寸：長810mm，寬335mm，高133mm；轉(zhuǎn)軸尺寸：560mm，直徑10mm；轉(zhuǎn)子圓盤參數(shù)：直徑為78mm、厚度為25mm、質(zhì)量為800

7、g。轉(zhuǎn)子圓盤、傳感器以及軸承可根據(jù)需要固定在轉(zhuǎn)軸的任意位置。如圖1.1，該實驗臺有以下幾部分組成：v型底座及底座支架、調(diào)速電機、傳感器及軸承座、撓性聯(lián)軸節(jié)、轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子圓盤等。電機轉(zhuǎn)子底座轉(zhuǎn)軸保護罩撓性聯(lián)軸器光電傳感器支架軸承座傳感器安裝支架底座支架圖1.1 dhrmt教學(xué)實驗單跨轉(zhuǎn)子臺示意圖1、底座及底座支架：用于支撐轉(zhuǎn)子實驗臺，固定其它零部件。2、電機：電機固定在底座上，通過撓性聯(lián)軸節(jié)和轉(zhuǎn)軸相連，驅(qū)動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，和控制器配合實現(xiàn)調(diào)速功能。3、聯(lián)軸節(jié)：用來連接調(diào)速電機和轉(zhuǎn)軸。4、轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子圓盤：構(gòu)成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，模擬旋轉(zhuǎn)機械的動力特性。5、軸承座：固定軸承和轉(zhuǎn)軸。6、傳感器支架：傳感器支架主要有

8、兩類。一類用于固定測量轉(zhuǎn)速的光電傳感器，在出廠前已安裝好；另一類用于固定電渦流位移傳感器，由用戶安裝。1.3 零部件安裝v型底座及底座支架應(yīng)安裝在支撐穩(wěn)定的水平面上（有條件應(yīng)固定），在不固定的情況下，要求在底座支架下面墊較厚實的橡皮墊，用來吸振。1、底座和電機安裝底座和電機在出廠前已經(jīng)安裝調(diào)試完畢，在使用過程中禁止用戶拆裝。2、聯(lián)軸節(jié)安裝本轉(zhuǎn)子實驗臺采用高強度的撓性聯(lián)軸節(jié)。安裝時，先將聯(lián)軸節(jié)的一端安裝在電機轉(zhuǎn)軸上，用內(nèi)六角螺栓緊固，再將轉(zhuǎn)軸插入另一端并用內(nèi)六角螺栓緊固。3、轉(zhuǎn)軸、軸承支架與轉(zhuǎn)子圓盤安裝安裝軸承支架時，注意靠近電機的軸承座里的軸承外徑大的一端朝向電機，另一個遠離電機的軸承座與第一

9、個軸承座以相反方向安裝，安裝位置由用戶選定并通過v型底座定位螺紋孔固定。軸承支架內(nèi)的軸承禁止拆裝。轉(zhuǎn)子圓盤在轉(zhuǎn)軸上用錐套鎖緊方式固定。借助于專用扳手將鎖緊緊固頂絲右旋擰緊即可。反之，若要拆卸或移動圓盤，則用專用扳手左旋松開緊固頂絲，轉(zhuǎn)子圓盤即可在轉(zhuǎn)軸上任意移動或拆卸。安裝轉(zhuǎn)軸時，先從外側(cè)軸承孔穿入，并依次裝好轉(zhuǎn)子圓盤，再穿過內(nèi)側(cè)軸承孔，最后連接聯(lián)軸節(jié)固緊。注意：當轉(zhuǎn)子圓盤在固定或松開的過程中，不可用力壓轉(zhuǎn)軸，避免轉(zhuǎn)軸受過大的橫向力而彎曲造成永久變形；在拆裝轉(zhuǎn)軸的過程中，為防止可能的損壞，施力要小心且盡可能沿水平方向！4、傳感器支架及傳感器的安裝電渦流傳感器支架的安裝位置由用戶選定并通過v型底座

10、位螺紋孔固定；光電傳感器支架在出廠前已為用戶安裝。在使用光電傳感器時，聯(lián)軸節(jié)應(yīng)貼有反光貼片，使反光貼片的縱向與聯(lián)軸節(jié)的軸向方向相一致，最好能使反光貼片的長度與聯(lián)軸節(jié)的長度等長。如安裝正確，打開控制器，使轉(zhuǎn)子臺緩慢轉(zhuǎn)動，光電傳感器接收到返回信號，其后部的感應(yīng)燈不停的閃爍。電渦流傳感器通過固定支架上的安裝孔可以安裝在轉(zhuǎn)軸的水平和垂直位置及左右偏45度角的位置，用于測量轉(zhuǎn)軸的振動。安裝時要注意以下幾點：1)、api670規(guī)定，徑向振動傳感器的安裝位置與軸承的距離要在76mm以內(nèi)；2)、傳感器的探頭安裝在傳感器支架的水平、垂直位置，或左右兩側(cè)偏45度角的位置；3)、將傳感器連接轉(zhuǎn)子試驗臺控制器，并打開

11、電源，使傳感器，控制器處于工作狀態(tài)，調(diào)整傳感器探頭與轉(zhuǎn)軸外表面之間的距離，電渦流傳感器的安裝距離大約為線性區(qū)的中間值（電渦流位移傳感器參數(shù)請參閱電渦流傳感器說明書），用電壓表測量控制器后端面q9頭電渦流信號輸出間隙電壓，安裝正確是間隙電壓約為0v；4)、啟動轉(zhuǎn)子試驗臺緩慢轉(zhuǎn)動，打開軟件，檢查有無輸出信號及信號是否正常。若振動信號過大，接近渦流傳感器的安裝距離或有觸碰探頭的情況，立即停機保護電渦流位移傳感器并檢查轉(zhuǎn)子系統(tǒng)裝配，如故障不能排除請于公司售后服務(wù)人員聯(lián)系。1.4 運輸與存放實驗轉(zhuǎn)子臺及控制器的包裝均用特制包裝箱，但運輸或人為搬動過程中仍要防止劇烈振動；存放的環(huán)境要求干燥、通風，防止日曬

12、、雨淋。以防止由于轉(zhuǎn)子臺零部件的磨損、腐蝕，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子試驗臺損壞。1.5 維護與保養(yǎng)本試驗臺為高速精密機械，應(yīng)保持各零部件的清潔和合理的潤滑。轉(zhuǎn)軸采用gcr15軸類專用鋼，經(jīng)嚴格的制作工藝加工而成。為防止轉(zhuǎn)軸彎曲，試驗結(jié)束后，應(yīng)在轉(zhuǎn)子圓盤下加彈性墊塊，由墊塊承受轉(zhuǎn)子圓盤的質(zhì)量，但注意墊塊在試驗時必須移除。若長期不做試驗，應(yīng)將轉(zhuǎn)軸拆下，水平放置，有條件的可以沿軸線懸吊。若轉(zhuǎn)軸已有少量彎曲變形，可經(jīng)矯直后再用；若嚴重彎曲，則須更換。注意：嚴禁握住軸搬動試驗臺。轉(zhuǎn)子試驗臺的軸承用銅頭固定軸承座上，實驗前要先檢查銅頭的固定情況，防止松動使軸承磨損。第二章 轉(zhuǎn)子臺控制器使用說明2.1 概述轉(zhuǎn)子試驗臺控制器

13、為dhrmt教學(xué)轉(zhuǎn)子試驗臺的配套產(chǎn)品，主要功能是：1、電渦流位移傳感器信號的預(yù)處理；2、根據(jù)不同的試驗需要，控制轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的工作轉(zhuǎn)速；3、將輸入電源的220vac調(diào)理為調(diào)速電機可用的pwm信號。該控制器操作簡單、方便，能實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速的靈活控制。2.2 功能說明圖2.1 控制器前面板如圖2.1所示為dhrmt教學(xué)實驗單跨轉(zhuǎn)子臺控制器的前面板，依次從左向右、從上而下為電源開關(guān)指示燈、電源開關(guān)按鈕、啟動/停止指示燈、啟動/停止按鈕、最高轉(zhuǎn)速顯示屏幕、當前轉(zhuǎn)速顯示屏幕、最高轉(zhuǎn)速設(shè)定旋鈕、轉(zhuǎn)速變化率設(shè)定旋鈕、升速指示燈、升速按鈕、穩(wěn)速指示燈、穩(wěn)速按鈕、降速指示燈、降速按鈕。具體功能說明如下：l 電源

14、開關(guān)指示燈：接通電源時，電源開關(guān)指示燈變亮；斷開電源時，電源指示燈熄滅。l 電源開關(guān)按鈕：通過按鈕的切換實現(xiàn)接通和斷開電源。l 啟動/停止指示燈：接通電源后，指示燈點亮，此時為停止狀態(tài)，指示燈熄滅后為啟動狀態(tài)。l 啟動/停止按鈕：用于啟動或停止電機運行，接通電源，按一下為啟動，再按一下為停止。l 最高轉(zhuǎn)速顯示屏幕：顯示設(shè)定的最高轉(zhuǎn)速值。l 當前轉(zhuǎn)速顯示屏幕：顯示運行狀態(tài)下的當前電機轉(zhuǎn)速值。l 最高轉(zhuǎn)速設(shè)定旋鈕：用于限定電機最高轉(zhuǎn)速。l 轉(zhuǎn)速變化率設(shè)定旋鈕：用于調(diào)整電機升降速的快慢程度。l 升速指示燈：在升速狀態(tài)下點亮。l 升速按鈕：用于調(diào)高電機轉(zhuǎn)速。l 穩(wěn)速指示燈：在穩(wěn)速狀態(tài)下點亮。l 穩(wěn)速按

15、鈕：用于使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在當前的運行速度。l 降速指示：在降速狀態(tài)下點亮。l 降速按鈕：用于調(diào)低電機轉(zhuǎn)速。圖2.2 控制器后面板如圖2.2為dhrmt教學(xué)轉(zhuǎn)子試驗臺控制器的后面板，依次從左向右、從上而下為4個電渦流位移傳感器信號輸入接口（l5頭）、4個電渦流位移傳感器信號輸出接口（q9頭）、1個轉(zhuǎn)速輸入接口（雷莫頭）、1個轉(zhuǎn)速輸出接口（q9頭）、接地端、電機電源、電源輸入端。具體功能說明如下：注意：電機電源的輸出接口的輸出電壓為110v，在dhrmt教學(xué)轉(zhuǎn)子試驗臺控制器接通電源的狀態(tài)下，嚴禁觸摸！l 電渦流位移傳感器信號輸入/輸出接口：電渦流傳感器采集到的信號通過輸入端輸入控制器，在控制器里完成信號

16、調(diào)理，直接從輸出端輸出電壓信號。l 轉(zhuǎn)速輸入/輸出接口：輸入光電傳感器采集的轉(zhuǎn)速信號，并把轉(zhuǎn)速信號輸出到數(shù)采儀器。l 接地端：接地輸出。l 電機電源：輸出直流電機工作所需的直流電。l 電源輸入端：連接220vac電源，給dhrmt教學(xué)轉(zhuǎn)子試驗臺控制器供電。2.3 參考操作流程步驟操作描述顯示1開機系統(tǒng)上電，控制器復(fù)位，“停止”紅燈點亮“ ”“rst”顯示當前設(shè)定轉(zhuǎn)速以及當前電機轉(zhuǎn)速“2250”“ 0”2調(diào)節(jié)設(shè)定值改變最高電機轉(zhuǎn)速限定值（調(diào)節(jié)范圍200rpm8000rpm）“1260”“ 0”3按“啟動”按鈕“停止”紅燈熄滅，電機啟動運行，電機運行于低轉(zhuǎn)速（自由旋轉(zhuǎn)，無穩(wěn)速）“1260”“ 51

17、0”4將升降速速率調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至希望的檔位改變升降速速率。范圍116，代表每分鐘升速1000轉(zhuǎn)16000轉(zhuǎn)例：“6”5按“升速”按鍵“升速”指示燈點亮，電機轉(zhuǎn)速上升（最大上升到設(shè)定值）“1260”“1260”升速過程中按“穩(wěn)速”按鍵停止升速，穩(wěn)定在當前轉(zhuǎn)速，“穩(wěn)速”指示燈點亮“1260”“1020”6按“降速”按鍵“降速”指示燈點亮，電機轉(zhuǎn)速逐漸變小，最終以某一個速度值低速運轉(zhuǎn)，此時“穩(wěn)速”指示燈點亮?！?260”“ 510”7按“停止”按鈕“停止”紅燈點亮，電機停止運轉(zhuǎn)“1260”“ 0”2.4 保護狀態(tài)說明當系統(tǒng)上電時，為避免意外的發(fā)生，程序自動禁止電機運行。此時，“停止”紅燈點亮。要啟動電

18、機運轉(zhuǎn)，只需按一下“啟動”按鈕即可。同樣，若在電機運行過程中按下了“停止”按鈕，則系統(tǒng)也將進入自動保護狀態(tài)，解除保護的辦法同上。若在電機運轉(zhuǎn)過程中，因某些原因?qū)е聼o法得到轉(zhuǎn)速信號（3秒內(nèi)），則程序自動關(guān)閉電機控制電源使電機停止運轉(zhuǎn)，以防發(fā)生意外。必須將轉(zhuǎn)速信號調(diào)至正常才能使系統(tǒng)正常運行。顯示對照表序號狀態(tài)說明顯 示1復(fù)位腳低電平復(fù)位“ rst”2電源監(jiān)控復(fù)位“p-on”3丟失時鐘復(fù)位“ r-2”4看門狗復(fù)位“ r-3”5jtag復(fù)位“ r-7”2.5 轉(zhuǎn)子臺控制器及電機使用的注意事項1、轉(zhuǎn)子臺控制器使用注意事項dh5600轉(zhuǎn)子臺控制器的使用應(yīng)遵守以下注意事項，否則，可能會導(dǎo)致內(nèi)部電源控制器件損

19、壞的后果。在首次開機之前，先不連接轉(zhuǎn)子臺，使用萬用表分別測量轉(zhuǎn)子臺電機的電樞線圈和勵磁線圈的直流電阻。其中，電樞線圈電阻應(yīng)在100以內(nèi)，用手轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)軸應(yīng)能觀察到電阻的變化（幾歐姆到幾十歐姆的變化）；勵磁線圈的電阻阻值范圍應(yīng)為1k1.5k。若測得任何線圈為短路，則表明電機有故障，必須排除此故障才可以連接控制器和電機。線圈電阻測量方法：將轉(zhuǎn)子臺接上控制電源線，不接控制器，直接測量端子電阻即可。在與控制器相連的那端端子示意圖如下：控制器后面板上共有兩個保險絲。其中，交流220v電源輸入插座上的保險絲型號為t2a，此型號指的是該保險絲為2a延時型保險絲，該保險絲用于保護整個控制器內(nèi)部電路；另一個圓形

20、保險絲座安裝的保險絲型號為f2a，此型號指的是該保險絲為2a快速熔斷型保險絲，該保險絲用于保護控制器內(nèi)部的電機控制電源。這兩個保險絲切不可相互替換，并嚴禁使用銅絲線替代保險絲。當發(fā)生保險絲熔斷的情況時，應(yīng)首先檢查電機連接線、電機等外部器件是否存在故障，在確認無任何故障的情況下才可更換同型號的保險絲，或與本公司售后服務(wù)部門聯(lián)系。本控制器對電機采用能耗制動的方式。在停止對電機供電后，由于電機為感性負載，其自身線圈內(nèi)會有一部分儲存能量，若無放電回路，則線圈產(chǎn)生的反電勢會對控制器內(nèi)部電路造成損壞。所以，控制器內(nèi)部為電機提供了一個大功率電阻對電機線圈放電，當前轉(zhuǎn)速越高，停止后放電時間越長，發(fā)熱量越大。所

21、以，強烈建議（除緊急情況外）將轉(zhuǎn)速降到最低后再按“停止”按鈕。關(guān)機時，應(yīng)在電機停止運行的情況下關(guān)閉電源，否則，電機會因失去勵磁導(dǎo)致“飛車”事故，并有可能導(dǎo)致控制器損壞。2、電機使用注意事項轉(zhuǎn)子臺配套電機為封閉式自冷式，允許在下列條件下工作：(1)、海拔不超過4000米；(2)、環(huán)境溫度 - 40 + 55；(3)、空氣相對濕度95%（+20）時；(4)、轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)/分及以下電機壽命為2000小時；轉(zhuǎn)速在6000轉(zhuǎn)/分及以上為1500小時。3、電機的使用與維護(1)、存放電機的房間應(yīng)干燥、清潔、溫度在 + 10 35范圍內(nèi)。(2)、電機在制造廠已調(diào)整好，若無必要，不要松動緊固螺釘和旋鈕。(

22、3)、電機不用時，應(yīng)將軸身涂以工業(yè)凡士林防銹。第三章 動態(tài)信號采集儀與分析軟件的介紹3.1 動態(tài)信號采集分析儀根據(jù)用戶的需求，dhrmt教學(xué)實驗單跨轉(zhuǎn)子臺配置的動態(tài)信號采集分析儀可以為dh5920、dh5922、dh5923、dh5925等。圖3.1 dh5920如圖3.1所示為dh5920動態(tài)信號采集分析儀，前面板從左到右依次為1394線接口、轉(zhuǎn)速信號通道接口、振動信號通道接口。1394線接口用來連接上層計算機，轉(zhuǎn)速信號通道接口用來輸入從轉(zhuǎn)子臺控制器引出的轉(zhuǎn)速信號，振動信號通道接口用來輸入從轉(zhuǎn)子控制臺引出的振動信號。3.2 分析軟件介紹與單跨轉(zhuǎn)子臺配套的分析軟件模塊有：基本分析模塊、階次分析

23、模塊、動平衡模塊。其中基本分析模塊為標準配置模塊，階次分析模塊、動平衡模塊為選配軟件模塊。(1)、基本分析及階次分析軟件l 通道參數(shù)設(shè)置：通用參數(shù)和通道子參數(shù)（包括通道狀態(tài)、測量類型、通道描述、窗函數(shù)、值類型、工程單位、靈敏度、量程范圍、修正系數(shù)、積分類型、輸入方式、抗混濾波、上限頻率等）。l 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：分析模式、階次上限、階次分辨率、轉(zhuǎn)速控制、時間控制、虛擬轉(zhuǎn)速、顯示階次、平均次數(shù)、三維譜參數(shù)。l 采樣波形顯示和時域分析：對所有測量通道采集處理后的信號進行實時顯示和時域分析。l 采樣波形的頻譜測試分析；對所有通道信號的頻譜分析。l 多界面多通道多種分析方式實時顯示：可同時顯示多個通道的時

24、域波形、頻域波形等分析方式的圖譜。l 轉(zhuǎn)速跟蹤整周期采樣波形（重采樣時間波形）：為階次分析做數(shù)據(jù)準備，需要獲得一組時間序列，使每個周期的采樣點數(shù)是一個固定值。對于每個周期信號的開始與終止點可以由鍵相信號給出（可實時顯示鍵相位的變化情況）。l 階次譜分析：將橫坐標的頻率除以此時的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速的單位應(yīng)換算為頻率），即可得到階次譜。由于階次譜分析排除了由轉(zhuǎn)速波動所引起的譜線模糊和信號畸變，因而廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械的動態(tài)分析，工況監(jiān)測與故障診斷。l 三維譜圖分析：包括三維轉(zhuǎn)速頻譜圖和三維轉(zhuǎn)速階次圖。表示以fft或階次譜按轉(zhuǎn)速間隔順序排列的譜陣。橫坐標為頻率或階次，縱坐標為轉(zhuǎn)速，鉛直軸為幅值，有彩圖和瀑布圖

25、兩種顯示方式，可顯示為縱向切片和橫向切片。該圖可清晰反映轉(zhuǎn)軸在速度變化或不變化時的頻譜變化特性。l 趨勢圖：是隨時間變化的曲線，通過定時間間隔控制采樣，可得到振動時間的變化趨勢。l 軸心軌跡：由固定在傳感器支架上水平和垂直（即x-y）方向的電渦流位移傳感器提供位移信號。它是軸心相對于軸承座的運動軌跡，反映了轉(zhuǎn)子瞬時的渦動狀況。l 坎貝爾圖：與三維譜圖屬于同一種特征分析，包含有相同的信息，橫坐標為轉(zhuǎn)速，縱坐標為頻率，圓圈表示與轉(zhuǎn)速有關(guān)的頻率或階比成分，圓圈的直徑為信號的幅值大小。l 波特圖（bode）和極坐標圖：只用于旋轉(zhuǎn)機械啟停機分析（即分析模式為瞬態(tài)時），波特圖是以轉(zhuǎn)速為橫坐標，并將幅值和相

26、位隨轉(zhuǎn)速過程的變化而變化的兩條曲線描繪在同一張圖上。極坐標圖是將以過轉(zhuǎn)速下基頻幅值作為向徑的模，相位作為向徑的幅角在極坐標平面上繪制的曲線。l 測量數(shù)據(jù)記錄與回放：對整個測量過程的數(shù)據(jù)進行記錄，并可進行回放，回放過程中還可進行各種分析。l 數(shù)據(jù)的保存與輸出：數(shù)據(jù)圖形的打印，數(shù)據(jù)文件可保存為多種文件格式。(2)、動平衡分析軟件l 單面轉(zhuǎn)子動平衡。l 雙面轉(zhuǎn)子動平衡。第四章 單跨轉(zhuǎn)子臺實驗本公司階次分析軟件提供的分析手段十分豐富，在實驗安排上，首先通過幾個簡單的實驗，使用戶熟悉軟件的操作，全面掌握進行階次分析的必要手段，為后面的轉(zhuǎn)子起停機瞬態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中、轉(zhuǎn)子碰摩、轉(zhuǎn)子油膜渦動等實

27、驗做準備。實驗一 轉(zhuǎn)軸的徑向振動測量一、實驗?zāi)康?、了解轉(zhuǎn)子臺各部分的組成、安裝方法以及如何控制操作2、了解電渦流傳感器安裝方法3、熟悉儀器及軟件操作4、觀察轉(zhuǎn)子臺在轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸所產(chǎn)生的徑向振動時域波形圖。二、實驗原理由于轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布不均或安轉(zhuǎn)誤差，總會存在一定的不平衡量，不平衡量在轉(zhuǎn)子在運行過程中會引起轉(zhuǎn)子的振動，轉(zhuǎn)子運動過程中的受力分析如圖4.1。圖4.1 轉(zhuǎn)子不平衡狀態(tài)受力分析圖4.1中坐標原點點為兩個軸承中心連線上一點，坐標為轉(zhuǎn)軸中心，坐標為轉(zhuǎn)子重心，偏心距，則轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中的運動微分方程為：令則上述方程組可綜合為：令，設(shè)其特解為帶入求解上述公式說明：在不平衡量激勵下，轉(zhuǎn)子的振動信

28、號與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)動同頻，且有一定相位差的正弦信號。電渦流傳感器采集到轉(zhuǎn)軸的徑向振動信號，將信號通過信號電纜送入轉(zhuǎn)子臺控制器，轉(zhuǎn)子臺控制器對信號調(diào)理后，將信號送入dh5920/ dh5922/ dh5923/ dh5925等動態(tài)數(shù)據(jù)采集分析儀，在數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)實現(xiàn)模擬信號抗混濾波、a/d轉(zhuǎn)換等步驟，最終轉(zhuǎn)換為上層分析軟件可處理的數(shù)字信號，最后將數(shù)字信號上傳到計算機的分析軟件，實現(xiàn)用戶所需的各種分析功能。三、實驗步驟1、轉(zhuǎn)子臺及渦流傳感器的安裝按照說明書第一章的說明，將傳感器、轉(zhuǎn)子臺控制器、信號采集儀、計算機聯(lián)接成完整的測試系統(tǒng)如4.2所示。圖4.2 測試系統(tǒng)組成圖2、控制器設(shè)置按照說明書第二章的說明

29、，設(shè)置好轉(zhuǎn)子臺控制器，主要是設(shè)置轉(zhuǎn)子臺的最高轉(zhuǎn)速。3、軟件準備工作接通數(shù)據(jù)采集儀電源，并打開電源開關(guān)，點擊計算機桌面上的軟件圖標進入分析軟件主界面，選擇階次分析軟件。注意：必須先打開信號采集儀處，等到等待信號等熄滅后，才能進入階次分析軟件，進入其他軟件模塊也必須如此。參數(shù)設(shè)置進入階次分析軟件，在采集信號以前首先要參數(shù)設(shè)置，包括采樣參數(shù)設(shè)置、通道參數(shù)設(shè)置，分析參數(shù)設(shè)置，這里只說明完成本次實驗必須的設(shè)置，詳細地軟件使用請參閱軟件的使用說明書。分析參數(shù)設(shè)置：階次上限：8×或自行設(shè)定階次分辨率：1×或自行設(shè)定轉(zhuǎn)速控制：選中打“”起始轉(zhuǎn)速：300rpm結(jié)束轉(zhuǎn)速：8000rpm 圖4.

30、3 分析參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)速間隔：20rpm或自行設(shè)定時間控制：選中打“”時間間隔 2.00s或自行設(shè)定虛擬轉(zhuǎn)速：不選中顯示階次：1×譜記錄數(shù)：20通道參數(shù)設(shè)置圖4.4 振動信號通道參數(shù)設(shè)置工程單位：m；靈敏度：按傳感器指標輸入靈敏度值，一般應(yīng)將傳感器靈敏度換算為mv/m；量程范圍：根據(jù)現(xiàn)場信號大小選擇合適的量程范圍，量程范圍過小則信號過載，量程范圍過大，則量化誤差大；積分類型：選擇無積分；輸入方式：選擇ac；窗函數(shù)：有該項的選擇矩形窗；值類型：選擇peak(峰值)；上限頻率：有該項的選擇pass。圖4.5 轉(zhuǎn)速通道設(shè)置點擊圖4.4下方的轉(zhuǎn)速測量則圖4.4所示通道設(shè)置窗口切換如4.5所示，根

31、據(jù)用戶選擇的轉(zhuǎn)速通道，鼠標左鍵雙擊使被選用轉(zhuǎn)速通道的使用標志、參考轉(zhuǎn)速、參考鍵相位下方的標志為，為選用的轉(zhuǎn)速通道的上述選擇項為×。運行參數(shù)設(shè)置用鼠標左鍵單擊分析軟件界面的最右端選擇圖標，則彈出如4.6的運行參數(shù)設(shè)置窗口。圖4.6 運行參數(shù)設(shè)置窗口采樣參數(shù)設(shè)置：分析頻率無需用戶設(shè)定，用戶可以根據(jù)需要設(shè)定譜線數(shù)，譜線數(shù)越多，則每塊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量就越大；工作通道設(shè)置：用戶可以根據(jù)實驗需要選擇參與采集的振動信號通道，關(guān)閉無需使用的振動信號通道；數(shù)據(jù)記錄選項：選擇記錄高速原始數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析選項：同時選中“階次&fft”，“實時分析”。每項的具體含義請參閱軟件的使用說明書。趨勢時間范圍：1

32、800秒窗口、信號類型選擇、清零操作用鼠標左鍵點擊軟件界面上方分析控制欄中的任意一種分析模式，可實現(xiàn)新建該種分析曲線窗口。當有多個窗口時，用鼠標左鍵點擊軟件界面上方工具欄里的圖標可以實現(xiàn)當前軟件界面多窗口的排列。將鼠標移至某一窗口中，點擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中，選擇“信號選擇”，則彈出如圖4.7的通道設(shè)置窗口，在該窗口中，用戶根據(jù)需要選擇該種分析曲線下的不同的信號通道。圖4.7 通道設(shè)置窗口點擊采樣控制欄中“清除零點”按鈕，進行清零操作。到此軟件的準備工作結(jié)束。4、實驗1)、接通轉(zhuǎn)子臺控制器電源，打開控制器開關(guān)，啟動控制器，使轉(zhuǎn)子臺轉(zhuǎn)動起來，（操作見說明書第二部分轉(zhuǎn)子臺控制器操作說明），

33、使轉(zhuǎn)子臺的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速值下。2)、新建一個窗口，信號類型選擇為時間波形，觀察此時轉(zhuǎn)子臺的振動的時域波形。3)、新建一個窗口，信號類型選擇頻譜分析，觀測當前振動信號的頻率，用鼠標左鍵點擊軟件界面上方工具欄里的圖標彈出轉(zhuǎn)速顯示窗口，觀測當前的轉(zhuǎn)速值，計算轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)頻，比較振動信號頻率和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)頻的關(guān)系。4)、在當前時間波形類型窗口點擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇圖形屬性，在上面的可選標簽中選擇選項標簽，選擇統(tǒng)計信息，觀測當前窗口時域波形的各項統(tǒng)計指標（包括最大值、最小值、平均值、峰峰值等）。5)、選擇圖形屬性的其他功能，熟悉軟件為以后的實驗打下基礎(chǔ)。四、完成實驗實驗完成后，先停止采樣，關(guān)閉軟

34、件后，停止轉(zhuǎn)子臺工作狀態(tài)，再關(guān)掉儀器電源等，將實驗臺收拾干凈后離開。實驗二 旋轉(zhuǎn)機械振動相位的檢測一、實驗?zāi)康南辔恍畔⑹切D(zhuǎn)機械故障診斷的一個重要依據(jù)，例如，對于轉(zhuǎn)子臨時彎曲、轉(zhuǎn)子缺損和滑動軸承故障，其頻譜都以一倍頻為主，不宜區(qū)分，這時就要利用相位信息進行故障診斷。本實驗的目的：1、使實驗者清楚相位的定義；2、了解在本系統(tǒng)軟件中，相位的測量和顯示。二、實驗原理在旋轉(zhuǎn)機械中，相位的定義為基頻信號相對于轉(zhuǎn)軸上某一確定相位標志之間的相位差，這里的確定的相位標志一般為鍵相槽或反光標簽。這樣的定義是因為旋轉(zhuǎn)機械的許多故障都與基頻有關(guān)，而其余的整數(shù)倍頻和分數(shù)諧波的相位，都可以有基頻的相位求得。在轉(zhuǎn)軸上某一

35、確定位置貼反光標簽，另在固定平面內(nèi)選一個確定位置安轉(zhuǎn)光電傳感器，每當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動至和重合時，給出一個標記信號脈沖。這一脈沖信號即為相位參考脈沖信號，如圖4.8所示。然后將任意測點的經(jīng)過濾波后的基頻信號描繪在同一時間軸上，這樣，我們就可以按照參考脈沖信號來定義基頻信號的相位。一般由于儀器不同或習慣要求不同，有四種相位的取值方法，即：正峰點相位；負峰點相位；正斜率過零相位；負斜率過零相位；圖4.8 相位參考標記無論采取何種取值方法，相位總是指落后角。比如正峰值相位，是指鍵相脈沖后面第一次遇到的正峰點所對應(yīng)的角度。盡管角一般用的正值表示，但指的是落后角?？梢栽谵D(zhuǎn)軸上找到四個對應(yīng)點：，這樣，當點轉(zhuǎn)到光電傳

36、感器位置時，振動信號正處在正峰點；同樣，當轉(zhuǎn)至時，振動信號正處在負斜率過零點，如圖4.9所示。我公司階次分析軟件相位取值方法為正峰點相位。圖4.9 各種相位角定義的對應(yīng)位置三、實驗步驟1、轉(zhuǎn)子臺及渦流傳感器的安裝按照說明書第一章的說明，將傳感器、轉(zhuǎn)子臺控制器、信號采集儀、計算機聯(lián)接成完整的測試系統(tǒng)如4.2所示。2、控制器設(shè)置按照說明書第二章的說明，設(shè)置好轉(zhuǎn)子臺控制器，主要是設(shè)置轉(zhuǎn)子臺的最高轉(zhuǎn)速。3、軟件準備工作接通數(shù)據(jù)采集儀電源，并打開電源開關(guān)，點擊計算機桌面上的軟件圖標進入分析軟件，選擇階次分析軟件，軟件的參數(shù)設(shè)置如實驗一。4、實驗1)、接通轉(zhuǎn)子臺控制器電源，打開控制器開關(guān)，啟動控制器，使轉(zhuǎn)

37、子臺轉(zhuǎn)動起來，（操作見說明書第二部分轉(zhuǎn)子臺控制器操作說明），是轉(zhuǎn)子臺穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速。2)、新建一個窗口，信號類型選擇為時間波形，觀察此時轉(zhuǎn)子臺的振動的時域波形，點擊軟件界面上面菜單欄中的顯示菜單項，在下拉菜單中選擇振動顯示，在彈出的窗口內(nèi)觀測1倍頻幅值/相位，并記錄。如下圖。3)、改變轉(zhuǎn)子臺轉(zhuǎn)速，觀測幾組不同轉(zhuǎn)速下的振動值和相位，并記錄。四、完成實驗實驗完成后，先停止采樣，關(guān)閉軟件后，停止轉(zhuǎn)子臺工作狀態(tài)，再關(guān)掉儀器電源等，將實驗臺收拾干凈后離開。實驗三 轉(zhuǎn)軸的軸心軌跡、軸心位置測定一、實驗?zāi)康妮S心軌跡、軸心位置非常直觀地顯示轉(zhuǎn)子在軸承中的旋轉(zhuǎn)和振動情況，是旋轉(zhuǎn)機械在運行過程中的重要狀態(tài)參數(shù)，是

38、旋轉(zhuǎn)機械故障診斷的重要手段，像轉(zhuǎn)子不對中、油膜渦動等一些常見故障在軸心軌跡上的反映就非常明顯。本實驗的目的：1、了解軸心軌跡、軸心位置的定義。2、掌握轉(zhuǎn)軸的軸心軌跡測定方法。二、實驗原理軸心軌跡是軸心一點相對于軸承座的運動軌跡，它的檢測是利用安裝在同一截面內(nèi)相互垂直的兩支電渦流傳感器對轉(zhuǎn)軸振動測量后得到的。渦流傳感器采集的信號輸入轉(zhuǎn)子臺控制器后，經(jīng)調(diào)理后將信號輸入信號采集儀，上層計算機系統(tǒng)軟件得到數(shù)字信號后，將信號的交流部分分離出來，x向信號為橫軸，y向信號為縱軸合成轉(zhuǎn)軸的軸心軌跡，如果同時輸入鍵相脈沖信號，便可以觀察到帶有鍵相標記的軸心軌跡。對于剛度橫向各向同性的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，在僅有不平衡相應(yīng)得

39、情況下，x，y向振動的振幅應(yīng)該相等，相位相差為90°，此時軸心軌跡應(yīng)該為圓。但是大多數(shù)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的剛度橫向各向不同性，且發(fā)生故障時，故障原因很復(fù)雜，因此x，y向振動的振幅一般不相等，相位相差也不是90°，軸心軌跡圖形顯示為橢圓或更復(fù)雜的圖形。軸心位置是描述安轉(zhuǎn)在軸承中的轉(zhuǎn)軸平均位置的特征參量。在滑動軸承中，軸心位置是軸承磨損或預(yù)載荷的一種指示，通常在旋轉(zhuǎn)機械機組啟動過程中，要重點對轉(zhuǎn)軸的軸心位置進行檢測。軸心軌跡是利用渦流傳感器信號中的交流成分得到的，軸心位置是利用渦流傳感器中信號中的直流成分得到的，同樣是x向信號直流成分為橫軸，y向信號直流成分為縱軸合成轉(zhuǎn)軸的軸心位置。由

40、于在某固定轉(zhuǎn)速下，軸心位置為一個在空間分布范圍很小的區(qū)域，近似為一個點，所以在本軟件中將x向原始信號為橫軸，y向原始信號為縱軸合成轉(zhuǎn)軸的原始振動圖形，并在原始振動圖形中標出軸心位置。三、實驗步驟1、轉(zhuǎn)子臺及渦流傳感器的安裝按照說明書第一章的說明，將傳感器、轉(zhuǎn)子臺控制器、信號采集儀、計算機連接成完整的測試系統(tǒng)如4.10所示。圖4.10 測試系統(tǒng)組成圖2、控制器設(shè)置按照說明書第二章的說明，設(shè)置好轉(zhuǎn)子臺控制器，主要是設(shè)置轉(zhuǎn)子臺的最高轉(zhuǎn)速。3、軟件準備工作接通數(shù)據(jù)采集儀電源，并打開電源開關(guān)，點擊計算機桌面上的軟件圖標進入分析軟件，選擇階次分析軟件，軟件的參數(shù)設(shè)置如實驗一略有不同，圖4.4中，通道參數(shù)設(shè)

41、置：輸入方式改為sin_dc。點擊軟件界面上的圖標，彈出如圖4.11的通道對設(shè)置窗口，在x通道下方空格處，單擊彈出下拉菜單，選擇通道。同樣的方法設(shè)置y通道。并設(shè)置旋轉(zhuǎn)方向。圖4.11 通道對設(shè)置窗口4、實驗1)、接通轉(zhuǎn)子臺控制器電源，打開控制器開關(guān)，啟動控制器，使轉(zhuǎn)子臺轉(zhuǎn)動起來，（操作見說明書第二部分轉(zhuǎn)子臺控制器操作說明），使轉(zhuǎn)子臺穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速。2)、打開三個窗口，信號類型分別選擇x、y方向的振動信號時域波形圖和兩個通道合成的軸心軌跡圖，開始采樣，右擊，在彈出的下拉菜單上選擇ac狀態(tài)，觀測軸心軌跡圖。3)、將鼠標的光標移動到軸心軌跡圖上，右擊，在彈出的下拉菜單上選擇dc狀態(tài)，在原始的振動圖形

42、中，觀測軸心位置。注意：ac狀態(tài)指的是信號中的交流分量，dc狀態(tài)指的是原始信號（包含直流信號和交流信號）。4)、改變轉(zhuǎn)子臺轉(zhuǎn)速，觀察軸心軌跡、軸心位置的變化。5)、停止采樣，將時域波形圖選擇切換為重采樣波形，軸心軌跡切換至軸心位置，將鼠標的光標移動到重采樣波形圖上，右擊，在彈出的下拉菜單上選擇光標，在彈出的級聯(lián)菜單中選擇單光標和光標同步兩項，同樣的操作在另一個重采樣波形顯示窗口內(nèi)打開單光標，移動某一窗口的光標，觀察兩個重采樣窗口左上方，顯示的y值，和軸心位置圖上x、y值的對應(yīng)關(guān)系。四、完成實驗實驗完成后，先停止采樣，關(guān)閉軟件后，停止轉(zhuǎn)子臺工作狀態(tài)，再關(guān)掉儀器電源等，將實驗臺收拾干凈后離開。實驗

43、四 轉(zhuǎn)子級聯(lián)圖及時間瀑布圖一、實驗?zāi)康募壜?lián)圖是以轉(zhuǎn)速為第三坐標一系列頻譜圖組成的三維譜圖，主要應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械起停機瞬態(tài)過程。級聯(lián)圖可以清楚地顯示各頻率成分隨轉(zhuǎn)速的變化情況，這對旋轉(zhuǎn)機械故障診斷是非常有用的，如在臨界轉(zhuǎn)速時，其振動峰值遠比其它時候轉(zhuǎn)速的振動大，還可以觀察到軸承由油膜“半速”渦動發(fā)展到油膜振蕩三維頻譜圖。時間瀑布圖是以時間為第三坐標一系列頻譜圖的三維譜圖，既可以用于起停機的瞬態(tài)過程，又可以用于穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)。時間瀑布圖顯示各頻率成分隨時間的變化情況，作用類似于級聯(lián)圖。時間瀑布圖還可用于旋轉(zhuǎn)機械的狀態(tài)監(jiān)測，顯示各頻率成分雖時間的變化趨勢。本實驗?zāi)康模?、掌握級聯(lián)圖和時間瀑布圖的定義及區(qū)

44、別。2、了解三維譜圖在旋轉(zhuǎn)機械故障診斷及狀態(tài)監(jiān)測中的作用。二、實驗原理級聯(lián)圖是通過轉(zhuǎn)速來控制采樣，在軟件中設(shè)置好起始轉(zhuǎn)速、結(jié)束轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速間隔(一個步長)。即當轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速在設(shè)置的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，且轉(zhuǎn)速增加一個步長，測試系統(tǒng)自動完成數(shù)據(jù)采集并對數(shù)據(jù)進行實時頻譜分析，最后把所得到的頻譜圖按照轉(zhuǎn)速值的大小依次畫在當前的三維繪圖窗口內(nèi)。時間瀑布圖是通過時間來控制采樣，在軟件中設(shè)置好時間間隔，當與上一次更新數(shù)據(jù)的時間間隔等于或大于設(shè)置的時間間隔時，測試系統(tǒng)自動完成數(shù)據(jù)采集并對數(shù)據(jù)進行實時的頻譜分析，最后把所得的頻譜圖按照時間順序依次畫在當前的三維繪圖窗口內(nèi)。轉(zhuǎn)速的測量是通過撓性聯(lián)軸器上的反光片反射光電傳感

45、器發(fā)射的光線，以獲得脈沖信號來完成。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過一圈時，當反光片正對光電傳感器時，反光片將光電傳感器射出的激光反射回光電傳感器，產(chǎn)生一個脈沖信號，通過計算相鄰脈沖信號的時間間隔就可以得到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)當前的轉(zhuǎn)速。三、實驗步驟1、轉(zhuǎn)子臺及渦流傳感器的安裝按照說明書第一章的說明，將傳感器、轉(zhuǎn)子臺控制器、信號采集儀、計算機連接組成完整的測試系統(tǒng)如4.10所示。2、控制器設(shè)置按照說明書第二章的說明，設(shè)置好轉(zhuǎn)子臺控制器，主要是設(shè)置轉(zhuǎn)子臺的最高轉(zhuǎn)速。3、軟件準備工作接通數(shù)據(jù)采集儀電源，并打開電源開關(guān)，點擊計算機桌面上的軟件圖標進入分析軟件，選擇階次分析軟件。4、實驗1)、觀測級聯(lián)圖，軟件的參數(shù)設(shè)置與如實驗一略有不同

46、。分析參數(shù)設(shè)置見圖4.3，選擇轉(zhuǎn)速控制，根據(jù)用戶需求設(shè)置好轉(zhuǎn)速下限、轉(zhuǎn)速上限、轉(zhuǎn)速間隔；時間控制：不選。運行參數(shù)設(shè)置見圖4.12。圖4.12 運行參數(shù)選擇譜線數(shù)：選擇1600或者更高。數(shù)據(jù)記錄選項：記錄高速原始數(shù)據(jù)+定轉(zhuǎn)速間隔。其他設(shè)置不變。2)、打開一個窗口，信號選擇為三維轉(zhuǎn)速頻譜瀑布圖，清零后，啟動采樣。3)、接通轉(zhuǎn)子臺控制器電源，打開控制器開關(guān)，啟動控制器，使轉(zhuǎn)子臺轉(zhuǎn)動起來，（操作見說明書第二部分轉(zhuǎn)子臺控制器操作說明），并逐漸升速，在當前窗口觀察級聯(lián)圖，看各頻率成分隨轉(zhuǎn)速的變化，可以看到由頻率分量構(gòu)成的波峰都是通過原點的直線。4)、當轉(zhuǎn)速超過設(shè)置的轉(zhuǎn)速上限時，采樣會自動停止采樣，點擊停止

47、按鈕，停止采樣。將鼠標光標移動到三維譜圖上，右擊，在彈出的快捷菜單上，選擇切片類型，在級聯(lián)菜單中選擇橫向切片或縱向切片，移動光標，在下面的二維坐標圖中觀測橫向或者縱向切片。5)、觀測瀑布圖，軟件參數(shù)設(shè)置，轉(zhuǎn)速控制不選，選擇時間控制，時間間隔由用戶自由設(shè)定，運行參數(shù)設(shè)置見圖4.13。圖4.13 運行參數(shù)設(shè)置譜線數(shù)：選擇1600或者更高。數(shù)據(jù)記錄選項：記錄高速原始數(shù)據(jù)+定時間間隔。其它設(shè)置不變。6)、設(shè)置好參數(shù)開始實驗，實驗過程同級聯(lián)圖實驗過程，瀑布圖既可以用于瞬態(tài)過程，也可用于穩(wěn)態(tài)過程。7)、瀑布圖的觀測建議在基本分析軟件中完成。分析參數(shù)：分析頻率500hz，采樣方式為連續(xù)，通道參數(shù)同階次軟件中

48、的設(shè)置，在軟件界面分析菜單中選擇頻譜分析，新建畫圖窗口，在信號類型中選擇三維譜圖，即可完成軟件設(shè)置。其它實驗過程同上。四、完成實驗實驗完成后，先停止采樣，關(guān)閉軟件后，停止轉(zhuǎn)子臺工作狀態(tài)，再關(guān)掉儀器電源等，將實驗臺收拾干凈后離開。實驗五 轉(zhuǎn)速跟蹤整周期采樣、階次分析一、實驗?zāi)康?、了解轉(zhuǎn)速跟蹤整周期采樣的含義和作用2、了解階次分析的含義和作用3、利用階次分析所得的波形來進行簡單的機械故障診斷二、實驗原理對于整周期采樣，我們可以采用高采樣率進行采樣，然后對數(shù)據(jù)進行處理，使每個周期內(nèi)取固定個點。若采到的數(shù)據(jù)有此點，則直接取此點是數(shù)據(jù)；若沒有采到此點的數(shù)據(jù)，則根據(jù)所需要的時刻，對此時刻前后兩點進行線性

49、插值獲得此時刻的數(shù)據(jù)。例如，我們在一個周期內(nèi)有如下一組數(shù)據(jù)1234567891011120123210-1-2-3-2-1如果我們需要的數(shù)據(jù)點數(shù)能被12整除，則只需要直接取相應(yīng)的點即可，假如需要0至6個點，則相應(yīng)的周期采樣數(shù)據(jù)為1234560220-2-2如果我們需要的數(shù)據(jù)點不能被12整除，則需要進行線性插值，假如需要8個點，則相應(yīng)的周期采樣數(shù)據(jù)為1234567801.531.50-1.5-3-1.5第二點的數(shù)據(jù)由原始數(shù)據(jù)的2、3兩點的數(shù)據(jù)進行線性插值獲得，。跟蹤整周期采樣就是需要根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速對采樣數(shù)據(jù)進行低通濾波。為了適應(yīng)旋轉(zhuǎn)機械在轉(zhuǎn)速變化情況下進行頻率分析的特殊要求，采用跟蹤整周期采樣技

50、術(shù)可以得到以轉(zhuǎn)速的階次為橫坐標的頻譜圖，采用跟蹤整周期采樣技術(shù)，即使在轉(zhuǎn)速不斷變化的情況下，各階頻率分量在以轉(zhuǎn)速階次表示的頻率軸上的位置始終不變。實現(xiàn)跟蹤整周期采樣技術(shù)的裝置如圖4.14。圖4.14 跟蹤整周期采樣系統(tǒng)圖圖中跟蹤倍乘器的作用是將每轉(zhuǎn)一個脈沖的轉(zhuǎn)速或相位參考信號倍乘為每轉(zhuǎn)m個脈沖的外采樣信號。將頻譜儀置于外采樣狀態(tài)，這時，頻譜儀的采樣頻率為即采樣頻率與轉(zhuǎn)速成正比。如果我們希望觀察到轉(zhuǎn)速的前n階倍頻分量，頻譜儀是按分析帶寬的4倍進行采樣，則倍乘器應(yīng)設(shè)置為圖4.15 階次譜圖以階次表示的頻譜圖如圖4.15。這種頻譜圖由于各階倍頻分量在橫軸上的位置不變，因此在轉(zhuǎn)速變化的情況下，仍能方便

51、地監(jiān)測各階倍頻分量大小的變化，也不會發(fā)生由于轉(zhuǎn)速升高而使高階倍頻分量逐個越出分析帶寬以外的現(xiàn)象。三、實驗步驟1、轉(zhuǎn)子臺及渦流傳感器的安裝按照說明書第一章的說明，將傳感器、轉(zhuǎn)子臺控制器、信號采集儀、計算機連接成完整的測試系統(tǒng)如4.2所示。2、控制器設(shè)置按照說明書第二章的說明，設(shè)置好轉(zhuǎn)子臺控制器，主要是設(shè)置轉(zhuǎn)子臺的最高轉(zhuǎn)速。3、軟件準備工作接通數(shù)據(jù)采集儀電源，并打開電源開關(guān)，點擊計算機桌面上的軟件圖標進入分析軟件，選擇階次分析軟件，參數(shù)設(shè)置如實驗一。4、實驗1)、接通轉(zhuǎn)子臺控制器電源，打開控制器開關(guān)，啟動控制器，使轉(zhuǎn)子臺轉(zhuǎn)動起來（操作見說明書第二部分轉(zhuǎn)子臺控制器操作說明），使轉(zhuǎn)子臺穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速。

52、2)、在軟件界面打開四個顯示窗口，分別為電渦流傳感器采集到信號的時域分析波形，重采樣時間波形（轉(zhuǎn)速跟蹤整周期采樣），階次譜，三維轉(zhuǎn)速階次譜，通道清零后，啟動采樣。3)、觀測并比較由渦流傳感器采集到的原始信號和重采樣波形的異同；4)、通過設(shè)置不同的階次分辨率，觀察重采樣波形個數(shù)與階次分辨率的關(guān)系；5)、觀察三維階次譜圖，和前面實驗的級聯(lián)圖、瀑布圖作比較，得出他們各自的優(yōu)缺點，三維階次譜圖同樣也有切片圖等等，操作同級聯(lián)圖。5、波形分析對于重采樣時間波形（轉(zhuǎn)速跟蹤整周期采樣），它是為下面的階次分析做數(shù)據(jù)準備的。因此我們就是需要獲得一組時間序列，不論采用什么方法，只要保證每個周期的采樣點數(shù)是一個固定值

53、即可。而對于每個周期的開始和終止點，我們可以由鍵相信號提供。轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一周，光電傳感器就獲得一個鍵相信號，到獲得下一個鍵相信號正好是一個周期。為此，我們還在軟件上提供了“顯示鍵相信號”按鈕，可以實時的在重采樣時間波形中顯示鍵相位的變化情況。對于階次分析，我們是在轉(zhuǎn)速跟蹤整周期采樣的技術(shù)下得到的。由于通常都是用內(nèi)采樣方式來進行頻譜分析的，其采樣頻率及分析帶寬是事先設(shè)定的，因此，當遇到升、降速等轉(zhuǎn)速變化的過程時，頻譜圖上對應(yīng)于1×r、2×r的各階頻率分量也都沿著頻率軸移動，到最后可能已越出分析帶寬以外。采用跟蹤整周期采樣技術(shù)（外采樣技術(shù)），即使在轉(zhuǎn)速不斷變化的情況下，各階頻率分量

54、在以轉(zhuǎn)速階次表示的頻率軸上的位置始終不變。其三維轉(zhuǎn)速階次譜的各階倍頻分量分布在一組與轉(zhuǎn)速軸平行的直線上。 當然在設(shè)定分析參數(shù)時，我們可以將階次上限設(shè)定得更大，把階次分辨率也設(shè)定得更高，使我們可以得到多個周期內(nèi)的重采樣波形和更細化更高階的階次譜。這樣做對某些故障的分析也大有幫助。四、完成實驗實驗完成后，先停止采樣，關(guān)閉軟件后，停止轉(zhuǎn)子臺工作狀態(tài)，再關(guān)掉儀器電源等，將實驗臺收拾干凈后離開。實驗六 轉(zhuǎn)軸啟停機的波特圖、極坐標圖一、實驗?zāi)康?、理解并掌握波特圖的含義和作用。2、理解并掌握極坐標圖的含義和作用。3、學(xué)會通過觀察波特圖和極坐標圖的圖形變化情況，來簡單確定轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和振動情況。二、實驗原理波特圖是描述某一頻帶下振幅和相位隨過程的變化而變化的兩組曲線。頻帶可以是1×、2×或其他諧波；這些諧波的幅值、相位既可以用fft法計算，也可以用濾波法得到。當過程的變化參數(shù)為轉(zhuǎn)速時，例如啟、停機期間，波特圖實際上又是機組隨激振頻率不同而幅值和相位變化的幅頻響應(yīng)和相頻響