CN110631767A - 一种转子实验系统及其不平衡量测试实验的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转子实验系统及其不平衡量测试实验的方法，涉及机械故障模拟实验技术领域。转子实验系统包括轴承、转轴、转盘、配置螺杆、联轴器、电动机、键相传感器、电涡流位移传感器、基础、电动机驱动器、电源、信号调理板、数据采集卡和计算机。使用转子实验系统进行转子不平衡辨识测试实验的方法能够测量转子旋转速度以及不同旋转速度下转子初始不平衡响应和预设系列不平衡量引起的不平衡响应，为识别转子不平衡量提供全面数据。本发明模拟不同转盘偏心、不同旋转速度下的旋转机械转子不平衡故障，检测其导致的故障信号，具有成本低、易实施的特点。
Description
技术领域
本发明属于机械故障模拟实验技术领域，具体提供一种转子实验系统及其不平衡量测试实验的方法。
背景技术
大型旋转机械，如矿井主扇风机、矿井主排水泵、汽轮发电机组、透平压缩机组等，在煤炭、电力等工业领域广泛使用，并发挥着重要作用。转子系统是旋转机械的核心部件，原实验室平衡好的转子在安装、运行、维修等过程中，由于安装误差及工作过程中产生的磨损、热变形、介质粘附等问题，不可避免地出现二次不平衡问题。转子不平衡是引起旋转机械剧烈振动，加快零件磨损，降低工作效率，甚至导致停机、停产、机毁人亡恶性事故的主要因素。转子不平衡量辨识是关键，一直没有得到很好地解决。
大型旋转机械通常是生产中连续运行的关键设备，在该类设备上预设不平衡，搭建测试系统，人为多次起停机，直接提取转子不平衡导致的不平衡响应，实验研究不平衡量辨识问题是非常困难的，而且既不经济也不实际。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种转子实验系统及其不平衡量测试的实验方法，模拟不同转盘偏心、不同旋转速度下的旋转机械转子不平衡故障，检测其导致的故障信号，具有成本低、易实施的特点。
本发明的技术方案是：
转子实验系统包括轴承A、轴承B、转轴、转盘、配重螺杆、联轴器、电动机、键相传感器、电涡流位移传感器A、电涡流位移传感器B、电涡流位移传感器C、电涡流位移传感器D、基础、电动机驱动器、电源、信号调理板、数据采集卡和计算机；
基础与轴承A连接，基础与轴承B连接，轴承A与转轴连接，轴承B与转轴连接，转轴与转盘连接，转轴与联轴器连接，联轴器与电动机连接，电动机与电动机驱动器连接，转盘与配重螺杆)连接；
键相传感器与信号调理板连接，电涡流位移传感器A与信号调理板连接，电涡流位移传感器B与信号调理板连接，电涡流位移传感器C与信号调理板连接，电涡流位移传感器D与信号调理板连接，信号调理板与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机；
电源与电动机驱动器连接，电源与信号调理板连接，电源与计算机。
使用转子实验系统进行转子不平衡量测试实验的方法：
A.打开电源，利用电动机驱动器调节电动机至某一转速；
B.打开计算机，采集、保存键相传感器、电涡流位移传感器A、电涡流位移传感器B、电涡流位移传感器C、电涡流位移传感器D输出的1路脉冲信号及4路不平衡响应信号；
C.关闭电源，在转盘某一设定位置安装好配重螺杆；
D.打开电源，打开计算机，采集、保存键相传感器、电涡流位移传感器A、电涡流位移传感器B、电涡流位移传感器C、电涡流位移传感器D输出的1路脉冲信号及4路不平衡响应信号；
E.关闭电源，改变配重螺杆在转盘上的安装位置；
F.重复步骤D～E，直至转盘上预设配重螺杆的安装位置均测试完毕；
E.利用电动机驱动器调节电动机至另一转速，重复步骤B～F；
G.分析测得的信号，得到由配重螺杆导致的转盘不平衡量大小和位置，与设定值比对。
本发明的有益效果：
本发明模拟不同转盘偏心、不同旋转速度下的旋转机械转子不平衡故障，检测其导致的故障信号，具有成本低、易实施的特点。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
附图说明：
图1为转子实验系统组成示意图。
图2为转子不平衡量测试实验流程图。
图1中：1、轴承A，2、轴承B，3、转轴，4、转盘，5、配重螺杆，6、联轴器，7、电动机，8、键相传感器，9、电涡流位移传感器A，10、电涡流位移传感器B，11、电涡流位移传感器C，12、电涡流位移传感器D，13、基础，14、电动机驱动器，15、电源，16、信号调理板，17、数据采集卡，18、计算机。
具体实施方式：
由图1可知，转子实验系统包括：轴承A(1)、轴承B(2)、转轴(3)、转盘(4)、配重螺杆(5)、联轴器(6)、电动机(7)、键相传感器(8)、电涡流位移传感器A(9)、电涡流位移传感器B(10)、电涡流位移传感器C(11)、电涡流位移传感器D(12)、基础(13)、电动机驱动器(14)、电源(15)、信号调理板(16)、数据采集卡(17)和计算机(18)；
基础(13)与轴承A(1)连接，基础(13)与轴承B(2)连接，轴承A(1)与转轴(3)连接，轴承B(2)与转轴(3)连接，转轴(3)与转盘(4)连接，转轴(3)与联轴器(6)连接，联轴器(6)与电动机(7)连接，电动机(7)与电动机驱动器(14)连接，转盘(4)与配重螺杆(5)连接；
键相传感器(8)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器A(9)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器B(10)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器C(11)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器D(12)与信号调理板(16)连接，信号调理板(16)与数据采集卡(17)连接，数据采集卡(17)与计算机(18)；
电源(15)与电动机驱动器(14)连接，电源(15)与信号调理板(16)连接，电源(15)与计算机(18)。
由图2可知，使用转子实验系统进行转子不平衡量测试实验的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.打开电源(15)，利用电动机驱动器(14)调节电动机(7)至某一转速；
B.打开计算机(18)，采集、保存键相传感器(8)、电涡流位移传感器A(9)、电涡流位移传感器B(10)、电涡流位移传感器C(11)、电涡流位移传感器D(12)输出的1路脉冲信号及4路不平衡响应信号；
C.关闭电源(15)，在转盘(4)某一设定位置安装好配重螺杆(5)；
D.打开电源(15)，打开计算机(18)，采集、保存键相传感器(8)、电涡流位移传感器A(9)、电涡流位移传感器B(10)、电涡流位移传感器C(11)、电涡流位移传感器D(12)输出的1路脉冲信号及4路不平衡响应信号；
E.关闭电源(15)，改变配重螺杆(5)在转盘(4)上的安装位置；
F.重复步骤D～E，直至转盘(4)上预设配重螺杆(5)的安装位置均测试完毕；
E.利用电动机驱动器(14)调节电动机(7)至另一转速，重复步骤B～F；
G.分析测得的信号，得到由配重螺杆(5)导致的转盘(4)不平衡量大小和位置，与设定值比对。
需要指出的是，以上所述实施实例用于进一步说明本发明，实施实例不应被视为限制本发明的范围。
Claims (2)
1.一种转子实验系统，其特征在于：包括轴承A(1)、轴承B(2)、转轴(3)、转盘(4)、配重螺杆(5)、联轴器(6)、电动机(7)、键相传感器(8)、电涡流位移传感器A(9)、电涡流位移传感器B(10)、电涡流位移传感器C(11)、电涡流位移传感器D(12)、基础(13)、电动机驱动器(14)、电源(15)、信号调理板(16)、数据采集卡(17)、计算机(18)；
所述的基础(13)与轴承A(1)连接，基础(13)与轴承B(2)连接，轴承A(1)与转轴(3)连接，轴承B(2)与转轴(3)连接，转轴(3)与转盘(4)连接，转轴(3)与联轴器(6)连接，联轴器(6)与电动机(7)连接，电动机(7)与电动机驱动器(14)连接，转盘(4)与配重螺杆(5)连接；
所述的键相传感器(8)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器A(9)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器B(10)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器C(11)与信号调理板(16)连接，电涡流位移传感器D(12)与信号调理板(16)连接，信号调理板(16)与数据采集卡(17)连接，数据采集卡(17)与计算机(18)；
所述的电源(15)与电动机驱动器(14)连接，电源(15)与信号调理板(16)连接，电源(15)与计算机(18)。
2.一种使用如权利要求1所述的转子实验系统的转子不平衡量测试的实验方法，其特征在于包括以下步骤：
A.打开电源(15)，利用电动机驱动器(14)调节电动机(7)至某一转速；
B.打开计算机(18)，采集、保存键相传感器(8)、电涡流位移传感器A(9)、电涡流位移传感器B(10)、电涡流位移传感器C(11)、电涡流位移传感器D(12)输出的1路脉冲信号及4路不平衡响应信号；
C.关闭电源(15)，在转盘(4)某一设定位置安装好配重螺杆(5)；
D.打开电源(15)，打开计算机(18)，采集、保存键相传感器(8)、电涡流位移传感器A(9)、电涡流位移传感器B(10)、电涡流位移传感器C(11)、电涡流位移传感器D(12)输出的1路脉冲信号及4路不平衡响应信号；
E.关闭电源(15)，改变配重螺杆(5)在转盘(4)上的安装位置；
F.重复步骤D～E，直至转盘(4)上预设配重螺杆(5)的安装位置均测试完毕；
E.利用电动机驱动器(14)调节电动机(7)至另一转速，重复步骤B～F；
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