動平衡機測試原理.pdf

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1、萬方數(shù)據(jù)葦12卷等l期2006年5,fl蟈臺職業(yè)學(xué)院學(xué)報JournalofYantaiVocationalCollege、，ol‘12No．Mal2006動平衡機測試原理揚建華(煙臺職業(yè)學(xué)院機械工程系，山東煙臺264000)摘要：動平衡機的不平衡量對系統(tǒng)精度影響很大。通過對系統(tǒng)不平衡量的研究，從原理上得出一種有效解決系統(tǒng)不平衡量測量的方法，并由此找出獨特的校準(zhǔn)方法。關(guān)鍵詞：動平衡；測試；幅頻；相頻中圖分類號：TH877文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-5382(2006)01—0045—041基于動平衡系統(tǒng)誤差修

2、正的測試原理動平衡機在機械領(lǐng)域的運用越來越廣泛，但經(jīng)過多年的運行其整體精度會有所下降。由于動平衡機本身的不平衡量比較大，引起動平衡機振動系統(tǒng)振動的因素不僅有轉(zhuǎn)子的不平衡，還和系統(tǒng)不平衡有關(guān)。如圖l所示，傳感器信號代表的是系統(tǒng)不平衡量贏和飛輪不平衡量豆，兩個矢量的合矢量蠢，則元，=贏一R—o。合矢量夏可以通過傳感器直接測出，用1個值R和一個相角去表征，在沒有人為干擾的條件_F，系統(tǒng)不平衡量贏一般是一一個固定不變的矢量，測量rio的方法直接影響飛輪的動平衡精度。2動平衡校準(zhǔn)動平衡機的機械系統(tǒng)參量隨著時間改變，再加上一

3、一些人為因素，如動平德機內(nèi)部某些零部件的更換，引起的動平衡機拆卸，測速電機皮帶的重新調(diào)整等等，這些都必然會導(dǎo)致系統(tǒng)不平衡量的變化。為了保證測量精度，我們必須定期對平衡機進(jìn)行校準(zhǔn)。2．1校驗轉(zhuǎn)子一心式圖1矢量圖用不同的轉(zhuǎn)子檢準(zhǔn)平衡機時將得到不同的結(jié)果，必須用統(tǒng)～·規(guī)格的校驗轉(zhuǎn)r對平衡機進(jìn)行校驗。國際標(biāo)準(zhǔn)中對各種校驗轉(zhuǎn)子的技術(shù)要求做了具體規(guī)定，校驗轉(zhuǎn)子的質(zhì)量應(yīng)和被平衡飛輪質(zhì)量接近，外形盡量和被平衡飛輪相似。在設(shè)計砝碼時，主要考慮由最小砝碼引起的不平衡量能剛好滿足要求，然后再設(shè)計幾個質(zhì)量是最小砝碼倍數(shù)的砝碼。2．2校準(zhǔn)

4、原理?平衡機的校準(zhǔn)包括三項內(nèi)容：系統(tǒng)不平衡量大小和相位的校準(zhǔn)；靈敏度的校準(zhǔn)；零點相位校準(zhǔn)，首先是系統(tǒng)不平衡量大小和相位的校準(zhǔn)。假設(shè)經(jīng)過高精度平衡的校驗轉(zhuǎn)子不平衡量為零，當(dāng)僅僅放上校驗轉(zhuǎn)予時，這時仍然有振動信號，分析可知振動信號是在系統(tǒng)不平衡矢量和校驗轉(zhuǎn)子不平衡矢量的合矢量收稿日期：2005一12--12作者簡介：楊建華(1969一)，女，山東煙臺人，煙臺職業(yè)學(xué)院機械工程系講師萬方數(shù)據(jù)煙臺職業(yè)學(xué)院學(xué)報第】2卷作用下產(chǎn)生的，而此時校驗轉(zhuǎn)子的不平衡量為零，這就是說系統(tǒng)不平衡量會反應(yīng)到校驗轉(zhuǎn)子或飛輪上來，是一個大小固定和

5、相位固定的量。下面借用確定轉(zhuǎn)子實際剩余不平衡量的方怯來測量系統(tǒng)不平衡量。如圖2所示，假設(shè)6點的黑圈表示系統(tǒng)不平衡量反映到校驗轉(zhuǎn)子所在的位置，當(dāng)然這個位置是任意的，為了便于分析，我們將一個相當(dāng)于系統(tǒng)不平衡量5—10倍的試重依次加在圖2中序號為從1(0。)到12的位置，可測得12個測量值，這12個測量值是試重和系統(tǒng)不平衡量合矢量大小的量值。試重在各位置的測得值表達(dá)式為：‰=抵i再琢麗忑而越公綴剿／n囤2試重的位置一__一，一_、--一___-≯心●●一J～‰--一I_弋～，_一___●一-●--一_●—__圖5試重在

6、各住置測值曲線在位置6時，0，一0。20。，測得最大值；在位罩l2時，0I--0。=l80。，測得最小值。隨著試重點遠(yuǎn)離位置6，測得的值會越來越小，繪出如圖3所示的曲線，它是一個近似的正弦曲線，而且曲線形狀隨砝碼位置是否能和不平衡量重合而符合這個規(guī)律。將試重砝碼按順時針旋進(jìn)下一個位置，0。參考點不變，可以得到關(guān)于R。與0。的表達(dá)式：，R測2l一月；一R?●·--—·--------------··-··-···---·--------一、2RRl其中A：墮二墅2RoR。尺主，一霹一群R芻：一R；一R?曰：孕sin

7、(只一島)R．、‘¨不平衡量大小Um。r=mr國．cm)，系統(tǒng)靈敏度s=u。。，／R目}均。5雙通道信號幅值和相位差的提取、2—1=0通過數(shù)據(jù)采集卡，我們將傳感器和測速電機的模擬信號變?yōu)闀r域上離散的數(shù)字信號，對采集的數(shù)字信號進(jìn)行處理，通過傳感器信號的幅值可以提取包含飛輪轉(zhuǎn)子不平衡量大小的信息，通過傳感器信號與測速電機信號兩者的相位差，可以提取飛輪轉(zhuǎn)子不平衡量相對于測速電機信號的相位，數(shù)據(jù)處理的過程如圖4廢示。將傳感器和測速電機的時域離散信號分別進(jìn)行數(shù)字濾波、FFT，F(xiàn)FT之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正等處理，就可以得到想要去

8、除重量的信息。·46町等警P萬方數(shù)據(jù)第1期楊建華：動平衡機測試原理幅得l傳感器時域離散信號卜——一數(shù)值到F字相去F濾植重T『測速電機時域離散信號L——+波修信正息圖4數(shù)據(jù)處理3．1數(shù)字濾波器為了進(jìn)一步提高振動信號信噪比，同時充分利用工控機數(shù)據(jù)處理功能強的特點，我們在對傳感器信號進(jìn)行模擬濾波之后又進(jìn)行了數(shù)字濾波。下圖是濾波器的幅頻特性，從圖中可以看出它的等波紋特性很明顯。}