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1、轉(zhuǎn)子實驗臺綜合實驗
一. 實驗?zāi)康?
通過本實驗讓學(xué)生掌握回轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)速、振動、軸心軌跡測量方法，了解回轉(zhuǎn)機械動平衡的概念和原理。
二. 實驗原理
DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗臺由：1底座、2主軸、3飛輪、4直流電機、5主軸支座、6含油軸承及油杯、7電機支座、8連軸器及護罩、9RS9008電渦流傳感器支架、10磁電轉(zhuǎn)速傳感器支架、11測速齒輪(15齒)、12保護擋板支架，幾部分組成，如圖1所示。
圖1 DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗臺傳感器安裝位置示意圖
主要技術(shù)指標為：
可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍：0~2500轉(zhuǎn)/分，無級
電源：DC12V
主軸長度：500mm
主軸直徑：12
2、mm
外形尺寸：640140160mm
重量：12.5kg
與DRVI軟件平臺結(jié)合，用DRZZS-A型多功能轉(zhuǎn)子試驗臺可完成以下實驗：
1、轉(zhuǎn)子實驗臺底座振動測量實驗
圖2、加速度和速度傳感器振動測量
對于多功能轉(zhuǎn)子實驗臺底座的振動，可采用加速度傳感器和速度傳感器兩種方式進行測量。將帶有磁座的加速度和速度傳感器放置在試驗臺的底座上，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接到采集儀的相應(yīng)通道，輸入到計算機中。
啟動轉(zhuǎn)子試驗臺，調(diào)整轉(zhuǎn)速。觀察并記錄得到的振動信號波形和頻譜，比較加速度傳感器和速度傳感器所測得的振動信號特點。觀察改變轉(zhuǎn)子試驗臺轉(zhuǎn)速后，振動信號、頻譜的
3、變化規(guī)律。
2、實驗臺轉(zhuǎn)速測量
對于多功能轉(zhuǎn)子實驗臺轉(zhuǎn)速，可以分別采用光電轉(zhuǎn)速傳感器和磁電轉(zhuǎn)速傳感器進行測量。
1）采用光電傳感器測量：
將反光紙貼在圓盤的側(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物體前2～3cm，并使其前面的紅外光源對準反光紙，使在反光紙經(jīng)過時傳感器的探測指示燈亮，反光紙轉(zhuǎn)過后探測指示燈不亮（必要時可調(diào)節(jié)傳感器后部的敏感度電位器）。當旋轉(zhuǎn)部件上的反光貼紙通過光電傳感器前時，光電傳感器的輸出就會跳變一次。通過測出這個跳變頻率f，就可知圖3 反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器
道轉(zhuǎn)速n。
編寫轉(zhuǎn)速測量腳本，將傳感器的信號將通過采集儀輸入到計算機中。啟動轉(zhuǎn)子試驗
4、臺，調(diào)節(jié)到一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，點擊實驗平臺面板中的“開始”按鈕進行測量，觀察并記錄得到的波形和轉(zhuǎn)速值，改變電機轉(zhuǎn)速，進行多次測量。
2）采用磁電傳感器測量：
將磁電傳感器安裝在轉(zhuǎn)子試驗臺上專用的傳感器架上，使其探頭對準測速用15齒齒輪的中部，調(diào)節(jié)探頭與齒頂?shù)木嚯x，使測試距離為1mm。在已知發(fā)訊齒輪齒數(shù)的情況下，測得的傳感器輸出信號脈沖的頻率就可以計算出測速齒輪的轉(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，就可以得到一個
5、簡單的轉(zhuǎn)速公式n=f。所以，就可以使用頻率計測量轉(zhuǎn)速。這就是在工業(yè)中轉(zhuǎn)速測量中發(fā)訊齒輪多為60齒的原因。
編寫轉(zhuǎn)速測量腳本，將傳感器的信號將通過采集儀輸入到計算機中。啟動轉(zhuǎn)子試驗臺，調(diào)節(jié)到一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，點擊實驗平臺面板中的“開始”按鈕進行測量，觀察并記錄得到的波形和轉(zhuǎn)速值，改變電機轉(zhuǎn)速，進行多次測量。
3、軸心軌跡測量
圖5 軸心軌跡測量
軸心軌跡是轉(zhuǎn)子運行時軸心的位置，在忽略軸的圓度誤差的情況下，可以將兩個電渦流位移傳感器探頭安裝到實驗臺中部的傳感器支架上，相互成90度，并調(diào)好兩個探頭到主軸的距離（約1.6mm），標準是使從前置器輸出的信號剛好為0（mV）。這時，轉(zhuǎn)子實驗臺啟動后兩
6、個傳感器測量的就是它在兩個垂直方向(X,Y)上的瞬時位移，合成為李沙育圖就是轉(zhuǎn)子的軸心運動軌跡。
4、剛性轉(zhuǎn)子動平衡
在實際工作過程中人們通常用單面加重三元作圖法進行葉輪、轉(zhuǎn)子等設(shè)備的現(xiàn)場動平衡，以消除過大的振動超差。這一方法的優(yōu)點是設(shè)備簡單——只需一塊測振表。但缺點是作圖分析的過程復(fù)雜，不易被掌握，而且容易出現(xiàn)錯誤。為此，我們在這里介紹一種文獻中常見的簡單易行的方法——單面現(xiàn)場動平衡的三點加重法。
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，啟動轉(zhuǎn)子在工作轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，用測振設(shè)備
7、在一固定點測試振動振速，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 三點加重法示意圖
在P1(α=0 )點加試重M，啟動轉(zhuǎn)子到工作轉(zhuǎn)速，測得振動振速V1，有如下關(guān)系：
用同樣的方式分別在P2(α=120o )和P3(α=240 o )點加試重M，并測得振動值V2 ，V3，有如下關(guān)系：
從以上三式推導(dǎo)可得：
從而可以進一步推得：
即由mx，my計算不平衡質(zhì)量m和位置α。
圖7 軸心軌跡測
8、量
配重盤
振動傳感器
實驗時在轉(zhuǎn)子實驗臺的配重盤上選取一個位置（比如貼反光紙的位置）作為初始位置（即P1點），然后用轉(zhuǎn)子實驗臺附件中的螺釘作為不平衡重，加在配重盤上。然后按上面方法進行測量估算，得到不平衡重量和位置。
三. 實驗儀器和設(shè)備
1. 計算機 １臺
2. DRVI快速可重組虛擬儀器平臺 1套
3. 打印機 1臺
4. 轉(zhuǎn)子試驗臺 1套
5. USB數(shù)據(jù)采集儀 1臺
四. 實驗步驟
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，否則會損壞采集儀和傳感器)
2. 開啟DRDAQ-USB型數(shù)據(jù)采集儀電源。
3. 運行DRVI主程序，點擊DRVI快捷工具條上的"聯(lián)機注冊"圖標，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測”或“網(wǎng)絡(luò)在線注冊”進行軟件注冊。
4. 在DRVI地址信息欄中輸入WEB版實驗指導(dǎo)書的地址，在實驗?zāi)夸浿羞x擇“轉(zhuǎn)子實驗臺”，建立實驗環(huán)境。
五.實驗結(jié)果
1，加速度傳感器振動測試結(jié)果
2，速度傳感器振動測試結(jié)果
3，多功能轉(zhuǎn)子實驗臺磁電傳感器轉(zhuǎn)速測量
4，軸心軌跡測量
5，剛性轉(zhuǎn)子動平衡
配重盤有一個負重時
配重盤有兩個負重時
配重盤有三個負重時
轉(zhuǎn)子實驗臺綜合實驗
