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1、轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合實(shí)驗(yàn)
一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
通過(guò)本實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握回轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、軸心軌跡測(cè)量方法，了解回轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)平衡的概念和原理。
二. 實(shí)驗(yàn)原理
DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)由：1底座、2主軸、3飛輪、4直流電機(jī)、5主軸支座、6含油軸承及油杯、7電機(jī)支座、8連軸器及護(hù)罩、9RS9008電渦流傳感器支架、10磁電轉(zhuǎn)速傳感器支架、11測(cè)速齒輪(15齒)、12保護(hù)擋板支架，幾部分組成，如圖1所示。
圖1 DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)傳感器安裝位置示意圖
主要技術(shù)指標(biāo)為：
可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍：0~2500轉(zhuǎn)/分，無(wú)級(jí)
電源：DC12V
主軸長(zhǎng)度：500mm
主軸直徑：12
2、mm
外形尺寸：640140160mm
重量：12.5kg
與DRVI軟件平臺(tái)結(jié)合，用DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)可完成以下實(shí)驗(yàn)：
1、轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)
圖2、加速度和速度傳感器振動(dòng)測(cè)量
對(duì)于多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座的振動(dòng)，可采用加速度傳感器和速度傳感器兩種方式進(jìn)行測(cè)量。將帶有磁座的加速度和速度傳感器放置在試驗(yàn)臺(tái)的底座上，將傳感器的輸出接到變送器相應(yīng)的端口，再將變送器輸出的信號(hào)接到采集儀的相應(yīng)通道，輸入到計(jì)算機(jī)中。
啟動(dòng)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)，調(diào)整轉(zhuǎn)速。觀察并記錄得到的振動(dòng)信號(hào)波形和頻譜，比較加速度傳感器和速度傳感器所測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)特點(diǎn)。觀察改變轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速后，振動(dòng)信號(hào)、頻譜的
3、變化規(guī)律。
2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速測(cè)量
對(duì)于多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速，可以分別采用光電轉(zhuǎn)速傳感器和磁電轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行測(cè)量。
1）采用光電傳感器測(cè)量：
將反光紙貼在圓盤(pán)的側(cè)面，調(diào)整光電傳感器的位置，一般推薦把傳感器探頭放置在被測(cè)物體前2～3cm，并使其前面的紅外光源對(duì)準(zhǔn)反光紙，使在反光紙經(jīng)過(guò)時(shí)傳感器的探測(cè)指示燈亮，反光紙轉(zhuǎn)過(guò)后探測(cè)指示燈不亮（必要時(shí)可調(diào)節(jié)傳感器后部的敏感度電位器）。當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件上的反光貼紙通過(guò)光電傳感器前時(shí)，光電傳感器的輸出就會(huì)跳變一次。通過(guò)測(cè)出這個(gè)跳變頻率f，就可知圖3 反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器
道轉(zhuǎn)速n。
編寫(xiě)轉(zhuǎn)速測(cè)量腳本，將傳感器的信號(hào)將通過(guò)采集儀輸入到計(jì)算機(jī)中。啟動(dòng)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)
4、臺(tái)，調(diào)節(jié)到一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)平臺(tái)面板中的“開(kāi)始”按鈕進(jìn)行測(cè)量，觀察并記錄得到的波形和轉(zhuǎn)速值，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行多次測(cè)量。
2）采用磁電傳感器測(cè)量：
將磁電傳感器安裝在轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)上專(zhuān)用的傳感器架上，使其探頭對(duì)準(zhǔn)測(cè)速用15齒齒輪的中部，調(diào)節(jié)探頭與齒頂?shù)木嚯x，使測(cè)試距離為1mm。在已知發(fā)訊齒輪齒數(shù)的情況下，測(cè)得的傳感器輸出信號(hào)脈沖的頻率就可以計(jì)算出測(cè)速齒輪的轉(zhuǎn)速。如設(shè)齒輪齒數(shù)為N，轉(zhuǎn)速為n，脈沖頻率為f，則有：n=f/N 。
圖4 磁電轉(zhuǎn)速傳感器的工作方式
通常，轉(zhuǎn)速的單位是轉(zhuǎn)/分鐘，所以要在上述公式的得數(shù)再乘以60，才能轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，即n=60f/N。在使用60齒的發(fā)訊齒輪時(shí)，就可以得到一個(gè)
5、簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)速公式n=f。所以，就可以使用頻率計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)速。這就是在工業(yè)中轉(zhuǎn)速測(cè)量中發(fā)訊齒輪多為60齒的原因。
編寫(xiě)轉(zhuǎn)速測(cè)量腳本，將傳感器的信號(hào)將通過(guò)采集儀輸入到計(jì)算機(jī)中。啟動(dòng)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)，調(diào)節(jié)到一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)平臺(tái)面板中的“開(kāi)始”按鈕進(jìn)行測(cè)量，觀察并記錄得到的波形和轉(zhuǎn)速值，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行多次測(cè)量。
3、軸心軌跡測(cè)量
圖5 軸心軌跡測(cè)量
軸心軌跡是轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)軸心的位置，在忽略軸的圓度誤差的情況下，可以將兩個(gè)電渦流位移傳感器探頭安裝到實(shí)驗(yàn)臺(tái)中部的傳感器支架上，相互成90度，并調(diào)好兩個(gè)探頭到主軸的距離（約1.6mm），標(biāo)準(zhǔn)是使從前置器輸出的信號(hào)剛好為0（mV）。這時(shí)，轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)啟動(dòng)后兩
6、個(gè)傳感器測(cè)量的就是它在兩個(gè)垂直方向(X,Y)上的瞬時(shí)位移，合成為李沙育圖就是轉(zhuǎn)子的軸心運(yùn)動(dòng)軌跡。
4、剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡
在實(shí)際工作過(guò)程中人們通常用單面加重三元作圖法進(jìn)行葉輪、轉(zhuǎn)子等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡，以消除過(guò)大的振動(dòng)超差。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單——只需一塊測(cè)振表。但缺點(diǎn)是作圖分析的過(guò)程復(fù)雜，不易被掌握，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為此，我們?cè)谶@里介紹一種文獻(xiàn)中常見(jiàn)的簡(jiǎn)單易行的方法——單面現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡的三點(diǎn)加重法。
假設(shè)在假設(shè)轉(zhuǎn)子上有一不平衡量m，所處角度為α，用分量mx、my表示不平衡量。
mx=mcosα
my=msinα
為了確定不平衡量m的大小和位置α，啟動(dòng)轉(zhuǎn)子在工作轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，用測(cè)振設(shè)備
7、在一固定點(diǎn)測(cè)試振動(dòng)振速，設(shè)振速為V0，則存在下列關(guān)系
式中Ｋ為比例系數(shù)
P1(M,0)
α
120O
240O
0
x
y
m(mx,my)
圖6 三點(diǎn)加重法示意圖
在P1(α=0 )點(diǎn)加試重M，啟動(dòng)轉(zhuǎn)子到工作轉(zhuǎn)速，測(cè)得振動(dòng)振速V1，有如下關(guān)系：
用同樣的方式分別在P2(α=120o )和P3(α=240 o )點(diǎn)加試重M，并測(cè)得振動(dòng)值V2 ，V3，有如下關(guān)系：
從以上三式推導(dǎo)可得：
從而可以進(jìn)一步推得：
即由mx，my計(jì)算不平衡質(zhì)量m和位置α。
圖7 軸心軌跡測(cè)
8、量
配重盤(pán)
振動(dòng)傳感器
實(shí)驗(yàn)時(shí)在轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)的配重盤(pán)上選取一個(gè)位置（比如貼反光紙的位置）作為初始位置（即P1點(diǎn)），然后用轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)附件中的螺釘作為不平衡重，加在配重盤(pán)上。然后按上面方法進(jìn)行測(cè)量估算，得到不平衡重量和位置。
三. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
1. 計(jì)算機(jī) １臺(tái)
2. DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái) 1套
3. 打印機(jī) 1臺(tái)
4. 轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái) 1套
5. USB數(shù)據(jù)采集儀 1臺(tái)
四. 實(shí)驗(yàn)步驟
1.
9、關(guān)閉DRDAQ-USB型數(shù)據(jù)采集儀電源，將需使用的傳感器連接到采集儀的數(shù)據(jù)采集通道上。(禁止帶電從采集儀上插拔傳感器，否則會(huì)損壞采集儀和傳感器)
2. 開(kāi)啟DRDAQ-USB型數(shù)據(jù)采集儀電源。
3. 運(yùn)行DRVI主程序，點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的"聯(lián)機(jī)注冊(cè)"圖標(biāo)，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測(cè)”或“網(wǎng)絡(luò)在線注冊(cè)”進(jìn)行軟件注冊(cè)。
4. 在DRVI地址信息欄中輸入WEB版實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的地址，在實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浿羞x擇“轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)”，建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1，加速度傳感器振動(dòng)測(cè)試結(jié)果
2，速度傳感器振動(dòng)測(cè)試結(jié)果
3，多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)磁電傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量
4，軸心軌跡測(cè)量
5，剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡
配重盤(pán)有一個(gè)負(fù)重時(shí)
配重盤(pán)有兩個(gè)負(fù)重時(shí)
配重盤(pán)有三個(gè)負(fù)重時(shí)
轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合實(shí)驗(yàn)
