滾動(dòng)軸承故障診斷虛擬儀器系統(tǒng)

1、軸承2002年第12期3439CN41-1148THBearing2002,No.12!檢測(cè)與儀器#滾動(dòng)軸承故障診斷虛擬儀器系統(tǒng)武和雷,朱善安,林瑞仲,鄭劍鋒(浙江大學(xué)杭州310027)電氣工程學(xué)院,浙江摘要:針對(duì)目前國內(nèi)軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x不能識(shí)別軸承異常聲的問題,設(shè)計(jì)了一種新的軸承故障診斷儀器系統(tǒng)。該系統(tǒng)除集成了現(xiàn)有軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x的所有功能,并進(jìn)行了功能擴(kuò)展。介紹了噪聲與振動(dòng)之間的關(guān)系、儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:振動(dòng);信號(hào);處理;故障;診斷;儀器中圖分類號(hào):TH825文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1000-3762(2002)12-0034-06VirtualInstrumentSy

2、stemforRollingBearingFailureDiagnosisWUHe-lei,ZHUShan-an,LINRui-zhong,ZHENGJian-feng(CollegeofElectricalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Aimingatthatthebearingvibrationmeasureinstrumentinourcountrycantindentifytheabmomalsoundsofthebearing,thenewinstrumentsystemhasbeendesi

3、gnedforbearingfailurediagnosis.Thesystemnotonlyhasfunctions,whichholdbyvariousbearingvibrationinstrumentsatpresent,butalsohasotherfunctions.Therelationofnoiseandvibra2tionanddesignschemeoftheinstrumentsystemareintroduced.Thepracticalexampleofthesystemisgiven.Theresultsshowthatthissystemhashighpracti

4、calvalueandapplicableforeground.Keyword:vibration;signal;process;failure;diagnosis;instrument目前國內(nèi)廣泛使用的軸承故障測(cè)量?jī)x都是用模擬電路來實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的振動(dòng)信號(hào)處理,功能簡(jiǎn)單,精度不高,易受各種外來因素的影響,尤其是靈活性很差,更新?lián)Q代困難。虛擬儀器突破了傳統(tǒng)儀器的概念,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與儀器系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能和突出的性價(jià)比,結(jié)合相應(yīng)的硬件,大大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳輸和存儲(chǔ)1、2等方面的限制,其特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)靈活,維護(hù)、擴(kuò)展、升級(jí)方便。由于評(píng)價(jià)軸承質(zhì)量的指標(biāo)很多,我們研制

5、了一種以計(jì)算機(jī)為核心的虛擬儀器系統(tǒng)。該系統(tǒng)用多種信號(hào)處理方法,最大限度獲取軸承狀態(tài)特征值。針對(duì)軸承“異常聲”這一突出問題,探討用分析振動(dòng)信號(hào)來評(píng)價(jià)噪聲水平的方法。整個(gè)系統(tǒng)除能完成傳統(tǒng)振動(dòng)測(cè)量?jī)x的功能外,還增加了其他的特征參數(shù)分析和頻域分析功能,并提收稿日期:2002-03-18作者簡(jiǎn)介:武和雷,男,電氣工程學(xué)院博士研究生。供友好的人機(jī)界面,有效地提高了測(cè)試儀器的靈活性。1識(shí)別異常聲的振動(dòng)參數(shù)1.1軸承振動(dòng)與噪聲的關(guān)系軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的徑向、軸向和彎曲振動(dòng)輻射到空間,引起空氣振動(dòng),就形成了噪聲。即使軸承滾動(dòng)表面、潔凈度和所用潤滑油(脂)十分理想,但由于滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)和滾動(dòng)體與滾道接觸區(qū)域的彈性變形

6、,使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍會(huì)發(fā)出一種連續(xù)、輕微、柔和的聲音,這種聲音稱為軸承的基礎(chǔ)噪聲。這種基礎(chǔ)噪聲是軸承固有的,不能消除。疊加在軸承基礎(chǔ)噪聲之中的其他各種異常的聲音,稱為異常聲。滾動(dòng)軸承異常聲種類繁多,形成機(jī)理較復(fù)雜,而且各種異常聲加在一起,難以分辨。我國目前使用的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x的測(cè)量值(有效值)與“異常聲”相關(guān)性不大,必須增加其他的測(cè)量值來反映軸承的噪聲水平。因?yàn)闇y(cè)量噪聲要求的條件很© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.武和雷等:滾動(dòng)軸承故障診斷虛擬儀器系統(tǒng)35高,所以國內(nèi)外大都通過

7、測(cè)量軸承振動(dòng)信號(hào)來反映噪聲水平以控制軸承質(zhì)量。為此,有必要分析軸承振動(dòng)和噪聲信號(hào)的關(guān)系。圖1是1998年洛陽軸承研究所與日本NSK技術(shù)交流時(shí),NSK基礎(chǔ)技術(shù)研究所提供的電機(jī)噪聲惡化振動(dòng)值與安德魯值之間的關(guān)系圖。從以上資料可以清楚地看出,軸承振動(dòng)和噪聲的相關(guān)性相當(dāng)好,也就是說,為了評(píng)價(jià)軸承的動(dòng)態(tài)特性,用測(cè)量振動(dòng)的方法和測(cè)量噪聲的方法都可以。但是正如前面分析所知:噪聲測(cè)量需要特殊條件,適用性和經(jīng)濟(jì)性都不如振動(dòng)測(cè)量。因此,對(duì)于通用軸承,可以在分析軸承振動(dòng)噪聲關(guān)系的基礎(chǔ)上,通過檢測(cè)軸承振動(dòng)信號(hào),達(dá)到同時(shí)評(píng)價(jià)軸承振動(dòng)和噪聲的效果。目前軸承行業(yè)開展的各種有關(guān)低噪聲軸承控制的討論,基本上以這種觀點(diǎn)為主。賴歷

8、史數(shù)據(jù)并且對(duì)載荷轉(zhuǎn)速等變化比較敏感。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),可采用一些無量綱的參數(shù)指標(biāo)。在軸承故障診斷中,最常用的無量綱參數(shù)指標(biāo)有:(1)峰值因子CrestFactorCrestFactor=RMS(3)(2)峭度Kurtosis對(duì)于零均值的振動(dòng)信號(hào)x(t),峭度K定義為K=xp(x)dx4+-2N-xp(x)dx(4)其中p(x)為x(t)的概率密度分布函數(shù)。對(duì)于離散序列的軸承振動(dòng)信號(hào)xi,峭度K的計(jì)算式為K=N(xi-x)44RMS(5)如果x(t)滿足正態(tài)分布,則由(4)式計(jì)算可得K=3,不論方差為多大。對(duì)于零件表面損傷類故障,用峰值指標(biāo)判斷比較敏感,對(duì)磨損類故障,用均方根指標(biāo)比較有效,而峰值

9、因子既考慮了峰值,又考慮了均方根,所以,對(duì)兩類故障都可以判斷,同時(shí)用來判別軸承是否有異常聲。又因?yàn)檎］S承的振動(dòng)信號(hào)近似服從正態(tài)分布,所以由(4)式可得其峭度值約為3,當(dāng)軸承出現(xiàn)故障時(shí),其峭度值將大于3,據(jù)此可圖1軸承安德魯值與電機(jī)噪聲1.2軸承振動(dòng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)軸承振動(dòng)信號(hào)處理可以大致分為時(shí)域、頻域和時(shí)-頻域三種。目前常用的有時(shí)域特性分析和頻域特性分析。1.2.1時(shí)域統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)以判斷軸承是否發(fā)生了異常。(3)脈沖因子ImpulseFactorImpulseFactor=NN(6)xi|通常在時(shí)域中有以下特征參數(shù)被用于分析軸承振動(dòng)信號(hào):(1)均方根值RMS信號(hào)xi(i=1N,N為采樣點(diǎn)數(shù)

10、)的均方根值為RMS=Ni=1|9(4)波形因子ShapeFactorShapeFactor=NN(7)xi|i=1|1.2.2頻域統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)i=1(xi-x)(1)時(shí)域參數(shù)指標(biāo)判斷滾動(dòng)軸承故障基本上不受軸承型號(hào)、轉(zhuǎn)速、載荷、信號(hào)絕對(duì)水平和測(cè)點(diǎn)等的影響,但只能判斷是否有故障。而要判斷到底是什么類型的故障,故障發(fā)生在哪個(gè)零件上,就必須根據(jù)頻譜圖中的頻率成分以及各有關(guān)頻率成分處的幅值的大小進(jìn)行精確的診斷。常用的頻域參數(shù)指標(biāo)主要有以下幾個(gè):(1)重心頻率FC(2)峰值Peak峰值的定義為信號(hào)xi中最大值與最小值之差的一半,即Peak=0.5max(xi)-min(xi)(2)以上是有量綱參數(shù)指標(biāo),

11、利用有量綱參數(shù)指標(biāo)判斷軸承故障有一個(gè)很大的缺點(diǎn),就是它要依© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.36軸承2002.12FC=s(f)df0+0+2+fs(f)df(2)均方頻率MSFMSF=s(f)dffs(f)df計(jì)算機(jī)信號(hào)處理,如圖2所示。該系統(tǒng)的核心部分是計(jì)算機(jī),振動(dòng)測(cè)試臺(tái)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì),達(dá)到機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JBT53131991滾動(dòng)3軸承振動(dòng)(速度)測(cè)量方法中對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械裝置的要求。信號(hào)采集模塊將傳感器輸出的模擬信號(hào)放大,并對(duì)其作一些初始處理,然后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換為

12、數(shù)字信號(hào),傳入計(jì)算機(jī),然后由計(jì)算機(jī)完成對(duì)振動(dòng)信號(hào)的采集控制、處理、分析和顯示等功能,提供人機(jī)交互界面。(3)均方根頻率RMSFRMSF=MSF(4)頻率方差VFVF=+(f-FC)2s(f)dfs(f)df+(5)頻率標(biāo)準(zhǔn)差RVFRVF=VF圖2硬件系統(tǒng)由于實(shí)際計(jì)算時(shí),頻譜要離散化,分析頻率又受采樣頻率fs的限制。為了能實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承工況的在線監(jiān)視與診斷,快速算出以上參數(shù),利用傅立葉變換性質(zhì),可得出MSF、FC、VF的時(shí)域快速算式N2.2軟件設(shè)計(jì)MSF=x(i)2N振動(dòng)信號(hào)分析處理軟件是本系統(tǒng)的關(guān)鍵,它由三個(gè)主要模塊組成,其功能模型如圖3所示。該軟件提供了當(dāng)前軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x所能實(shí)現(xiàn)的功能,還擴(kuò)

13、充了其他功能,如數(shù)據(jù)存儲(chǔ);軸承振動(dòng)信號(hào)的峰值因數(shù)、峭度等其他特征參數(shù)計(jì)算;頻域信號(hào)處理。2.2.1友好的儀器化界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各種設(shè)置和數(shù)據(jù)分析顯示均在通用計(jì)4N2i=1Nx(i)2FC=i=2x(i)x(i)2i=1x(i)22VF=MSF-(FC)式中 x(i)=N采樣間隔采樣點(diǎn)數(shù)算機(jī)上完成,取代了傳統(tǒng)的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x的面板。在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)顯示人機(jī)界面時(shí),采用大量的按鍵、選擇按鈕、數(shù)據(jù)波形顯示框、滾動(dòng)條控件和編輯控件等,用戶操作通用計(jì)算機(jī)時(shí)非常方便。2.2.2提供特征參數(shù)提取的數(shù)字信號(hào)處理函數(shù)根據(jù)軸承旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下振動(dòng)信號(hào)狀態(tài)特征提取的要求,提供了豐富的信號(hào)分析處理函數(shù),以便對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行各

14、種處理。系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的各種特征參數(shù)的計(jì)算函數(shù)包括:有效值、峰值、峭度、峰值因數(shù)、脈沖因數(shù)和安德魯值的計(jì)算;提供的信號(hào)分析函數(shù)有:基于FFT頻譜分析、相關(guān)分析、功率譜分析、倒頻譜分析、頻譜細(xì)化、包絡(luò)譜分析和基于FFT變換的微分新方法等。采用面向?qū)ο蠓治龇椒ㄟM(jìn)行軟件設(shè)計(jì)分析,然后利用面向?qū)ο缶幊谭椒?Object-OrientedProgramming,簡(jiǎn)稱OOP),在Windows98環(huán)境下,用利用頻域參數(shù)指標(biāo)可以對(duì)滾動(dòng)軸承的故障進(jìn)行粗略判斷。當(dāng)軸承無故障時(shí),頻率成分主要集中在低頻,FC較小;出現(xiàn)局部損傷類故障時(shí),由于沖擊引起的共振,所以主頻區(qū)右移,FC增加。上述參數(shù)與軸承異常聲有某種相關(guān),可

15、以用來綜合評(píng)判軸承質(zhì)量。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)分三部分:振動(dòng)測(cè)試臺(tái)、數(shù)據(jù)采集塊和© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.武和雷等:滾動(dòng)軸承故障診斷虛擬儀器系統(tǒng)37VisualC+編程語言編程設(shè)計(jì)。(2)數(shù)據(jù)分析模塊模塊分別用不同的類實(shí)現(xiàn),其中幾個(gè)主要的模塊實(shí)現(xiàn)為:(1)數(shù)據(jù)采集模塊輸入通道。1個(gè)通道的傳感器信號(hào)輸入,可以增加到8個(gè)通道,還有2個(gè)通道的模擬信號(hào)輸出。采樣頻率:本系統(tǒng)中選取的采樣板最高采樣頻率為60kHz,滿足軸承行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？梢酝瑫r(shí)采集3個(gè)通道而且滿足

16、標(biāo)準(zhǔn)的要求。輸入信號(hào)要求:一般速度傳感器的輸出信號(hào)很小,直接采集很困難。為此設(shè)計(jì)了信號(hào)放大電路,將傳感器輸出信號(hào)放大到幾百mV級(jí)。同時(shí)為了滿足不同傳感器的需要,信號(hào)放大系統(tǒng)的放大倍數(shù)可調(diào)。硬件驅(qū)動(dòng)程序。因Windows操作系統(tǒng)是一多任務(wù)式操作系統(tǒng),要高速實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),必需編寫底層的驅(qū)動(dòng)程序。本系統(tǒng)針對(duì)相應(yīng)的采樣板編寫了基于DMA方式的驅(qū)動(dòng)程序。數(shù)據(jù)讀取保存。數(shù)據(jù)文件以16位二進(jìn)制的格式存放所采集到的數(shù)據(jù),同時(shí),數(shù)據(jù)文件中還保存了采樣板的各種信息,如采樣頻率、采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)、采樣通道和采樣增益等。這部分是整個(gè)軟件的主體。該模塊包含四部分:數(shù)據(jù)預(yù)處理、在線特征參數(shù)計(jì)算、在線頻譜分析和離線數(shù)據(jù)分析。信

17、號(hào)預(yù)處理。采集的信號(hào)可能會(huì)有明顯的錯(cuò)點(diǎn)出現(xiàn),這種信號(hào)會(huì)嚴(yán)重影響峰值因數(shù)的計(jì)算,為此編寫錯(cuò)點(diǎn)剔除子程序,同時(shí)預(yù)處理函數(shù)還有零均值處理,趨勢(shì)項(xiàng)消除等。各種特征參數(shù)計(jì)算。各種特征參數(shù)包括有效值、峰值因數(shù)、脈沖因數(shù)、峭度等。無缺陷的軸承振動(dòng)信號(hào)是服從正態(tài)分布的零均值隨機(jī)信號(hào),信號(hào)的均方根值能反映軸承振動(dòng)的烈度,鑒別產(chǎn)6品質(zhì)量水平。對(duì)有故障的軸承,振動(dòng)信號(hào)中出現(xiàn)脈沖衰減振蕩波形,均方根值顯著增大,信號(hào)偏離正態(tài)分布。本系統(tǒng)也提供了該指標(biāo)參數(shù)。但軸承振動(dòng)信號(hào)的均方根值不能完全反映軸承的噪聲水平,尤其是對(duì)軸承的“異常聲”很不敏感。軸承“異常聲”為突變脈沖信號(hào),噪聲應(yīng)該與軸承的峰值因數(shù)和脈沖因數(shù)有較強(qiáng)相關(guān)。本系

18、統(tǒng)提供該二因數(shù)的檢測(cè)計(jì)算結(jié)果。首次將峭度引入軸承故障檢測(cè),文獻(xiàn)8、9研究了峭度在軸承故障診斷中的應(yīng)用。本系統(tǒng)增加了峭度參數(shù)的計(jì)算。Dyer和Stewart7圖3軸承振動(dòng)信號(hào)分析軟件頻域處理函數(shù)。包括功率譜、相關(guān)函數(shù)、倒頻譜和包絡(luò)譜等頻域處理。利用時(shí)域參數(shù)指標(biāo)可以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)易診斷,即判斷軸承是否有故障,但是卻很難分析出故障的類型。為© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.38軸承2002.12了兼顧在線快速檢測(cè)軸承的要求,本系統(tǒng)提供了頻譜圖、相關(guān)函數(shù)、倒頻譜或功率譜分析

19、功能,使用者可選其中任一種進(jìn)行實(shí)時(shí)分析顯示。數(shù)字濾波。系統(tǒng)可以很方便地設(shè)計(jì)各種數(shù)字濾波器,包括IIR、FIR型的四類常用濾波器。(3)界面管理模塊界面管理部分是系統(tǒng)的人機(jī)界面,也是體現(xiàn)系統(tǒng)的方便性和友好性之處。建立良好的人機(jī)界面,使用者在不了解每一個(gè)功能模塊具體實(shí)現(xiàn)過程的情況下也能運(yùn)用自如。具體實(shí)現(xiàn)的功能有:振動(dòng)信號(hào)時(shí)域波形實(shí)時(shí)顯示;頻域分析結(jié)果波形顯示;特征參數(shù)值實(shí)時(shí)顯示;報(bào)警功能的可視聽化。據(jù)檢測(cè)出來,同時(shí)還必須補(bǔ)上一個(gè)合適的數(shù)據(jù)。基于正態(tài)分布的W.Chaubenent法,假設(shè)錯(cuò)點(diǎn)5是小概率事件,則數(shù)據(jù)的概率分布為(8)P|<=1-2N式中N數(shù)據(jù)總數(shù)最大誤差數(shù)據(jù)隨機(jī)變量根據(jù)正態(tài)分布規(guī)

20、律,W.Chaubenent建立了判據(jù)(9),數(shù)據(jù)最大誤差滿足(9)式時(shí),即認(rèn)為是錯(cuò)點(diǎn)。判別式為>K式中K(9)3主要技術(shù)問題及解決方法3.1數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)中最大誤差W.Chaubenent判據(jù)的統(tǒng)計(jì)量由于系統(tǒng)的輸入信號(hào)為軸承旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào),具有較寬的頻率范圍。軸承行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中要求電子測(cè)量系統(tǒng)具有5010000Hz的頻率響3應(yīng),而采樣定理又規(guī)定采樣頻率應(yīng)至少大于信號(hào)最高頻率的2倍。通過編寫VxD驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)Windows操作系統(tǒng)下DMA數(shù)據(jù)采樣方式。3.2數(shù)據(jù)預(yù)處理由于傳感器的零點(diǎn)漂移,經(jīng)過放大電路后會(huì)造成信號(hào)很大的漂移,對(duì)后面的數(shù)據(jù)處理有很大的影響。例如,這種零漂會(huì)造成信號(hào)有效值的

21、增大。故要對(duì)采樣的信號(hào)先做零均值處理。采樣得到的原始數(shù)據(jù)常常會(huì)出現(xiàn)一些過高或過低的數(shù)據(jù),使虛假的數(shù)據(jù)摻入正常數(shù)據(jù)之中,它們可能是由于噪聲、信號(hào)失真、傳感器失靈等各種原因造成,這種虛假數(shù)據(jù)給分析或處理帶來很多麻煩。例如,計(jì)算軸承振動(dòng)信號(hào)的峰值時(shí)會(huì)因?yàn)殄e(cuò)點(diǎn)的出現(xiàn)而完全失去意義,也會(huì)使單邊功率譜密度嚴(yán)重偏置。因此在分析之前,必須把虛假數(shù)由于機(jī)械旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的低頻周期信號(hào)會(huì)疊加在軸承的振動(dòng)信號(hào)中,造成軸承振動(dòng)信號(hào)的失真,尤其是會(huì)掩蓋故障沖擊響應(yīng)信號(hào)。一般情況下,軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x系統(tǒng)的主軸旋轉(zhuǎn)頻率為1800rmin,其頻率為30Hz,相對(duì)軸承的振動(dòng)信號(hào),這種信號(hào)的頻率較低,為了提高軸承振動(dòng)信號(hào)的信噪比,需要

22、通過初始低通濾波器,濾除這種低頻干擾。在軟件設(shè)計(jì)時(shí),考慮到系統(tǒng)的靈活性,對(duì)于初始濾波器的參數(shù),可以由用戶自行設(shè)置。4系統(tǒng)應(yīng)用舉例圖4是該儀器系統(tǒng)的虛擬測(cè)試面板,顯示的是608-2ZP5軸承的各種特征參數(shù)的界面。圖中顯示的軸承各種特征參數(shù)基本滿足要求,為一合格產(chǎn)品。對(duì)于有缺陷的軸承,數(shù)據(jù)下的虛擬按鈕就會(huì)閃爍。對(duì)于沒有經(jīng)驗(yàn)的用戶只需從屏幕上觀察有無閃爍,就能斷定軸承有無故障,而且可以根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)再結(jié)合顯示的頻譜圖判斷屬于哪類故障。圖4系統(tǒng)測(cè)試面板© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserve

23、d.軸承2002年第12期3941CN41-1148THBearing2002,No.12DPH-C便攜式動(dòng)平衡儀高冰,李志遠(yuǎn),鐘小濱,王希舜1122(1.合肥工業(yè)大學(xué),安徽合肥230009;2.洛陽軸承研究所,河南洛陽471039)摘要:介紹DPH-C便攜式動(dòng)平衡儀的測(cè)量原理、工作性能及應(yīng)用場(chǎng)合。關(guān)鍵詞:動(dòng)平衡儀;振動(dòng);位移;測(cè)量;性能中圖分類號(hào):TH823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1000-3762(2002)12-0039-03幾乎所有的旋轉(zhuǎn)體都存在不平衡問題。對(duì)于加工設(shè)備而言,這種現(xiàn)象影響軸系的旋轉(zhuǎn)精度,導(dǎo)致加工質(zhì)量劣化,甚至?xí)档驮O(shè)備的使用壽命,在高速加工的場(chǎng)合尤為嚴(yán)重。為了解決上述問

24、題,通常要對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行平衡。對(duì)磨床砂輪的平衡就是一個(gè)典型范例。便攜式動(dòng)平衡儀是針對(duì)解決盤狀旋轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡問題而開發(fā)的產(chǎn)品。因其精度收稿日期:2002-04-25作者簡(jiǎn)介:高冰,女,合肥工業(yè)大學(xué)碩士研究生。高、價(jià)格便宜、使用方便等特點(diǎn)深受用戶歡迎?，F(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,如軸承加工、高速主軸卡盤試驗(yàn)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)葉片等旋轉(zhuǎn)體的平衡。1儀器的測(cè)量原理一個(gè)盤狀的旋轉(zhuǎn)體,如果質(zhì)量分布不均勻,其重心就可能會(huì)偏離旋轉(zhuǎn)中心即產(chǎn)生不平衡量。當(dāng)物體旋轉(zhuǎn)時(shí),不平衡量將引起呈現(xiàn)正弦規(guī)5結(jié)束語本文研制的評(píng)價(jià)軸承質(zhì)量的新型虛擬儀器系統(tǒng)具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn):(1)采用模塊化設(shè)計(jì),便于維修和功能擴(kuò)展,以滿足用戶的多

25、樣化需要。(2)提供了目前國內(nèi)廣泛使用的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x的幾乎所有功能,并擴(kuò)充了許多功能。(3)軟件操作簡(jiǎn)單,功能強(qiáng)大,界面友好。用戶只需輕松點(diǎn)擊,就可在計(jì)算機(jī)終端,觀察到各種特征參數(shù)、波形和頻譜分析情況等。(4)由于采用單個(gè)傳感器測(cè)試,處理數(shù)據(jù)量較少,既可作在線特征參數(shù)計(jì)算、在線頻域分析且實(shí)時(shí)性好,又可作離線數(shù)據(jù)分析。(5)備有揚(yáng)聲器,可監(jiān)控軸承噪聲。(6)儀器診斷準(zhǔn)確率達(dá)98.87%。但該儀器對(duì)軸承還不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分辨等級(jí)。Windows操作系統(tǒng)下的虛擬儀器技術(shù)給使用者帶來了很大的方便,但當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí),如在采用多傳感器進(jìn)行測(cè)試時(shí),還存在棘手的“實(shí)時(shí)”問題,有待進(jìn)一步改進(jìn)。參考文獻(xiàn):1王蘭省,李振海.虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)J.測(cè)控技設(shè)計(jì)J.電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào),1999,13(1):51-55.3JBT5313S.4李國徽等.VisualC+6.