回转轴振动测控实验系统的设计
简要叙述机床回转轴回转精度检测的实验方案
简要叙述机床回转轴回转精度检测的实验方案如何检测机床主轴回转的精度【按】由于机床回转误差可能会造成主轴传动系统的几何误差、传动轴偏心、惯性力变形、热变形等误差，也包括许多随机误差，所有机床主轴回转精度的检测，便成了评价机床动态性能的一项重要指标。
通过径向跳动量和轴向窜动量测试实验可以有效的满足对回转精度测量的要求。
检测机床主轴回转精度的方法有打表测量、单向测量、双向测量等几种。
一、机床主轴回转精度测量的理论与方法机床主轴回转精度是衡量机械系统性能的重要指标，是影响机床工作精度的主要因素。
机床主轴回转误差的测量技术对精密机械设备的发展有着重要作用。
机床主轴的回转误差包括径向误差和轴向误差。
轴向回转误差的测量相对比较简单，只需在机床主轴端面安装微位移传感器，进行一维位移量的测量即可。
因此机床主轴回转误差测量技术的研究焦点一直集中在径向误差的精确测量上。
（参阅数控机床主轴轴承的温度控制与其工作原理阐述）1）打表测量方法早期机床主轴回转精度不太高时，测量机床主轴误差的常用方法是将精密芯棒插入机床主轴锥孔，通过在芯棒的表面及端面放置千分表来进行测量。
这种测量方法简单易行，但却会引入锥孔的偏心误差，不能把性质不同的误差区分开，而且不能反映主轴在工作转速下的回转误差，更不能应用于高速、高精度的主轴回转精度测量。
除此之外也有采用测量试件来评定主轴的回转误差。
2）单向测量方法单向测量法又称为单传感器测量法。
由传感器拾得“敏感方向”的误差号，经测微仪放大、处理后，送入记录仪，以待进一步数据处理。
然后以主轴回转角作为自变量，将采集的位移量按主轴回转角度展开叠加到基圆上，形成圆图像。
误差运动的敏感方向是通过加工或测试的瞬时接触点并平行于工件理想加工的表面的法线方向，非敏感方向在垂直于第三方向的直线上。
单向测量法测量的主轴回转误差运动实质上只是一维主轴回转误差运动在敏感方向的分量。
因此单向测量法只适用于具有敏感方向的主轴回转精度的测量，例如工件回转型机床。
缸套回转检测仪系统设计
摘要在制造行业中回转体工件占有很大的比重，由于内燃机的广泛使用，在国民经济中 活塞、气缸套此类回转体工件是占有非常重要的地位，而随着飞速发展的现代工业，传 统的回转体检测仪器不能满足高精度在线检测的要求，从而对高效率、高精度的回转体 检测仪开发提出了要求，本论文的研究就是在这种情况下开展的。
在检测原理上，本设计的回转体测量仪属于坐标测量，是一种将接触和非接触两种 探测技术结合的坐标测量，能很好地满足工业生产提出的快速高精度高效检测的要求， 且具有较好的通用性和开放性，并在一定程度上实现了仪器的智能化。
根据回转体的特点， 对传统的标准三坐标测量机进行改进， 更适合于回转体的检测， 并节省了仪器的制造成本；将接触和非接触测量结合，继承两者的优势，使仪器能同时 具备快速高效和高精度的优点；建立了以“PMAC+IPC”的双 CPU 硬件结构为基础的 运动控制系统，在与开放性良好的测量软件相结合，使仪器具有良好的开放性；使用各 硬件模块搭建完整的运动控制系统，对该系统的参数进行合理的设置与调试；说明了测 量软件的设计思想和实现方法。
关键词：回转体，接触式测量，非接触式测量，PMACABSTRACTThe total production of axisymmetric workpiece has accounted for a large percentage of manufacturing industry. Along with wide application of internalcombustion engine, axsymmetric workpiece such as plunger, cylinder liner has played more and more important role in national economy. With the rapid development of modern industry, the traditional ax isymmetric workpiece detector can fulfills the requirement of online detection, ax symmetric workpiece detector of high efficiency and high precision has become the trend of development.This paper presents a general detecting instrument of axisymmetric body using a coordinate measuring system based on the combination of the contact measurement and noncontact measurement. It can fulfill the requirements of industrial production as high precision and online detection, and it also has advantages like good generality and openness. Besides these, it is an intelligent instrument to some extent.According to the characteristics of the axisymmetric body, the traditional and standard CMM is reformed to make this instrument be more suitable for the detection of the axi symmetric body, and to lower manufacturing cost. This instrument inherits advantages of the contact measurement and noncontact measurement, so it has both high and efficiency high precision. It also has good openness and expansibility, because its motion control system is based on a dual CPU architecture composed by PMAC and IPC, and also because its measurement software has good openness. This paper presents a complete motion control system with various hardware modules and makes reasonable parameters for it.Intelligent measurement software is edited for this instrument, and the designing thought, realizing method of the whole software and the detailed implementation.Key words: Axsymmetric Body, Contact Measurement, Noncontact Measurement, PMAC目录1 绪论 (1)1.1坐标测量机的发展 (1)1.2课题的提出及研究意义 (2)1.3本文的主要工作 (3)2总体方案设计 (4)2.1整体结构 (4)2.2机械结构特点 (5)2.3控制结构特点 (6)2.4测头的选择 (6)3机械结构设计 (7)3.1Z轴运动设计 (7)3.2X轴运动设计 (15)3.3转设计台 (23)4 控制系统的设计 (35)4.1PMAC运动控制卡 (35)4.2PC工业控制机 (35)4.3伺服驱动系统 (35)4.4构建系统 (35)4.5PMAC参数 (37)4.6 PMAC程序 (37)5 总结 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1绪论社会发展的重要因素由生产力决定，特别是制造能力，一个国家的国力第一取决于 生产能力，而决定制造水平的因素之一是测试技术 [1] 。
回转体的动平衡实验(实验指导书)word资料15页
回转体的动平衡实验一、实验目的1、掌握刚性转子动平衡的试验方法。
2、初步了解动平衡试验机的工作原理及操作特点。
3、了解动平衡精度的基本概念。
二、实验设备及工具1、CYYQ—50TNC型电脑显示硬支承动平衡机2、转子试件3、橡皮泥，M6螺钉若干4、电子天平（精度0.01g），游标卡尺，钢直尺图1 硬支承动平衡机三、CYYQ—50TNC型硬支承动平衡机的结构与工作原理1、硬支承动平衡机的结构该试验机是硬支承动平衡机，实物如图1所示。
动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备，一般由机座6、左右支承架4、圈带驱动装置2、计算机检测显示系统、传感器5、限位支架3和光电头1等部件组成，如图2所示。
图2 硬支承动平衡机结构示意图1．光电头 2．圈带驱动装置 3．限位支架 4．支承架 5．传感器 6．机座左右支承架是动平衡机的重要部件，中间装有压电传感器，此传感器在出厂前已严格调整好，切不可自行打开或转动有关螺丝（否则会严重影响检测质量）。
左右移动只需松开支承架下面与机座连接的两个紧固螺钉，把左右支承架移到适当位置后再拧紧即可。
支承架下面有一导向键，保证两支架在移动后能互相平行，支承架中部有升降调节螺丝，可调节转子的左右高度，使之达到水平。
外侧有限位支架，可防止转子在旋转时向左右窜动。
转子的平衡转速必须根据转子的外径及质量，并考虑电机拖动功率及摆架动态承载能力来进行选择。
本动平衡机采用变频器对电动机调频变速，使工作速度控制自如。
2、转子动平衡的力学条件由于转子材料的不均匀、制造的误差、结构的不对称等诸因素导致转子存在不平衡质量。
因此当转子旋转后就会产生离心惯性力，它们组成一个空间力系，使转子动不平衡。
要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00M F 或 ⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00B A M M （1） 即作用在转子上所有离心惯性力以及惯性力偶矩之和都等于零，这就是转子动平衡的力学条件。
精密回转机构设计方案
精密回转机构设计方案回转机构是指在一个基准面上能够实现物体沿一个轴线旋转的机构。
精密回转机构是指在回转机构的基础上，能够具备高精度、高稳定性和高可靠性的特点。
下面是一个精密回转机构的设计方案。
1. 选取合适的轴承：精密回转机构的轴承选择非常重要，需要选取高精度、高负载能力和高刚度的轴承。
可以考虑采用精密级别的角接触球轴承或者滚动圆柱轴承。
2. 设计高精度的传动装置：为了保证机构的旋转精度，需要设计高精度的传动装置。
可以采用精密齿轮传动或者直线传动来实现回转机构的运动，其中精密齿轮传动常常比较适用于大功率的场合。
3. 加入精密测量系统：为了对机构的旋转角度进行实时监测和控制，需要在机构中加入精密测量系统。
可以采用光电编码器或者位移传感器来实时测量机构的旋转角度，并将测量结果反馈给控制系统。
4. 优化机构刚度：为了提高机构的稳定性和抗振能力，需要优化机构的刚度。
可以采用高刚度的结构材料，如铝合金或者钢材，并进行合理的结构设计，使得机构在工作过程中具备较高的刚度和稳定性。
5. 控制系统设计：精密回转机构的控制系统需要设计精细，能够实现对机构旋转角度、速度和加速度的精确控制。
可以考虑采用闭环控制系统，通过对测量结果进行反馈，实现机构的精密控制。
6. 加入防尘防水措施：为了提高机构的可靠性和使用寿命，需要在机构中加入防尘和防水措施。
可以采用密封件、防护罩等措施，避免尘土和水分进入机构，从而保证机构的正常运行。
通过上述设计方案，可以实现一个具备高精度、高稳定性和高可靠性的精密回转机构。
这种机构可以广泛应用于精密加工、测量、机器人和光学设备等领域，为相关应用提供可靠的回转运动支持。
机床主轴回转精度测试实验平台设计
- 50 -工 业 技 术０ 概述近年来主轴回转误差的检测一直在广泛而深入地进行，并且取得了很大的成果。
在外国，国际机械生产技术研究协会经过4年的工作，于1976年正式发表了“关于回转轴性能要求和误差测定的统一”文件；在国内，全国高校机械工程测试技术研究会、中国机械工程学会机械加工学会自1981年以来共召开了五次全国高精度回转轴系测试基本理论和应用学术讨论，所讨论的问题在深度、广度上都达到了相当高的水平。
轴系回转精度测试方法包括模拟量测试法和数字量测试法两种。
模拟量测试方法简便、直观，但有些测试方法精度不高。
随着微机的普及，轴系回转精度的测试己由模拟量测试法向数字量测试法发展，此方法具有较高的数据处理精度，适用于对主轴回转精度的测试。
虽然国内外已经对主轴回转误差检测的方法进行了研究，但专门用于检测该精度的试验装置还不够成熟，因此本文在前人研究的基础上，重点对机床主轴回转精度测试试验平台进行设计。
１ 回转精度测量方法研究１．１ 回转精度数学描述机床回转主轴的误差由轴向和径向两个方向组成。
轴向误差由自由度引起，此误差容易消除。
径向误差为4个自由度基础上的误差，但可对其进行简化。
当主轴运动时，主轴横截面内任意一点的运动随时间的变化可以通过二维向量来表示。
该点的回转运动可表示成复函数N （t ），且可由圆周运动Nr （t ）与径向误差运动Ne （t ）叠加来表示，且Ne （t ）与Nr （t ）正交。
１．２ 回转运动频率分析在某一恒定转速下，转轴质量离心偏差形成的周期性轨迹其转速与频率相同。
轴上一点的运动N （t ）可具有周期性，定义主轴的角速度为ω，N （t ）可展开成式（1）形式：（n=0,1,2……）（1）式中：n —谐波次数；由式（1）可以推导出误差运动轨迹的公式。
２ 回转精度测试实验平台设计２．１ 硬件设计检测平台中的转台采用北京测振仪器厂ZHS-1型多功能转子实验台作为测试系统的回转主轴模型，其特点是结构紧凑、体积小、运转方便。
基于虚拟仪器的旋转轴扭振测试系统的设计与研究
２ ０ 系统 结 构 钡试
（） １扭振试验台： 提供测试对象 ， 产生扭振信号；
； 【 要】 摘 利用虚拟仪器 技术设计开 发了 旋转轴扭振测试系 并结合Ａ Ｉ ０ 系 统， Ｔ２ ０ 列扭振传感器进 ｛ ０ ｝ 行了实际 测量， 验结果表明 实 该系 统可实现传动轴扭振宽 频率、 宽转速、 通道同时 多 测量及在线分析等 ｝
ｌ 功能， 操作方便、 且 灵活性强， 为今后测试和研究大型旋转机械的 扭振特性及实 现扭振在线 监测、 故降诊 ｛
机 械 设 计 与 制 造
１ ０ ６ 文章编号 ：Ｏ １３ ９ （ ０ １０ － １０ ０ ｔ０ — ９ ７ ２ １ ）４ ０ ６ － ３
Ｍ ａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕａ ｔ ｅ ｎ ｆ ｃｕｒ
第 ４期 ２ １ 牟 ４月 ０１
基 于虚拟仪 器 的旋转 轴扭振 测试 系统 的设计 与研 究 冰
Ｗ ＡＮＧ ｎ ａ ＴＡＮ ｅ ｇ ｎｇ Ｗ ＥＩＬ Ｙａ －ｎ ｎ， Ｙｕ — ａ ， ｉ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｃ ａｉａ ａ ｄＥ ｅｔ ｎｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈ ａ Ｓｈ ｏ ｏ Ｍｅｈ ｎｃｌ ｎ ｌ ｒ ｉ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｈ ｎＵ ｉｅｓｙｏ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙＷｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉ ） ｃｏ ｎ ｎ ｔ ｏ ｎ
而且极易引起机械结构的疲劳断裂和结构松散 ， 甚至造成严重的 实时测试分析 ， 对今后工业生产及制造领域进行转轴扭振在线监
生产事故。 随着高速旋转机械的发展 ， 机组轴系越来越复杂 ， 使得 测 、 故障诊断等具有理论和实践意义。
《测控仪器设计》(第4章)《测控仪器设计(第3版)》精选全文
（3）滚动轴承导轨
– 摩擦力矩小 – 运动灵活 – 承载能力大 – 调整方便 – 用于大型仪器（如万工显、三座标、测长机等）
（二）滚动摩擦导轨的组合应用
（1）滚动与滑动摩擦导轨 的组合应用
– 滚动轴承导轨摩擦力 小 ，运动灵活 ，用做
导向
滚动轴承和滑动导轨的组合 1—平面滑动导轨 2—滚动轴承导轨
导轨的几何精度包括导轨在垂直平面内与水平面内的直线度，导轨面间 的平行度和导轨间的垂直度
（2）导轨的接触精度
垂直面内的直线度
水平面内的直线度
导轨面间的平行度
（二）导轨运动的平稳性
爬行现象：在其低速运动时，导轨运动的驱动指令是均匀的
而与动导轨相连的工作台却出现一慢一快，一跳一停的现象 产生爬行现象的主要原因有： ①导轨间的静、动摩擦系数差值较大； ②动摩擦系数随速度变化； ③系统刚度差
高
液体静压
高
导轨
空气静压
高
导轨
较好 较好
好 好
大 较低 较大 较低
差 较好
好
要求不 高
要求较 高
要求高
好 要求高
成本
低 较高
高 高
（二）标准导轨的选用
b） a）
直线球滑座系列导轨 a）直线球滑座导轨 b）球滑座LSP型结构示意图
• 1．滚珠导轨
▪ （1）双V形滚珠导轨
▪ 运动灵敏度较高，能承受 不大的倾复力矩
▪ (2)双圆弧滚珠导轨
▪ 计量光学仪器中（如小型 工具显微镜、投影仪等） 使用
▪ 接触面积较大，接触点 应力较小，变形也较小， 承载能力强、寿命长。
V形滚珠导轨 a）常用双V形滚珠导轨 b）V形小圆弧导轨
c）双圆弧导轨
回转体的动平衡实验(实验指导书)
回转体的动平衡实验一、实验目的1、掌握刚性转子动平衡的试验方法。
2、初步了解动平衡试验机的工作原理及操作特点。
3、了解动平衡精度的基本概念。
二、实验设备及工具1、CYYQ —50TNC 型电脑显示硬支承动平衡机2、转子试件3、橡皮泥，M6螺钉若干4、电子天平（精度0.01g ），游标卡尺，钢直尺三、CYYQ —50TNC 型硬支承动平衡机的结构与工作原理1、硬支承动平衡机的结构该试验机是硬支承动平衡机，实物如图1所示。
动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备，一般由机座6、左右支承架4、圈带驱动装置2、计算机检测显示系统、传感器5、限位支架3和光电头1等部件组成，如图2所示。
图2 硬支承动平衡机结构示意图1．光电头 2．圈带驱动装置 3．限位支架 4．支承架 5．传感器 6．机座左右支承架是动平衡机的重要部件，中间装有压电传感器，此传感器在出厂前已严格调整好，切不可自行打开或转动有关螺丝（否则会严重影响检测质量）。
左右移动只需松开支承架下面与机座连接的两个紧固螺钉，把左右支承架移到适当位置后再拧紧即可。
支承架下面有一导向键，保证两支架在移动后能互相平行，支承架中部有升降调节螺丝，可调节转子的左右高度，使之达到水平。
外侧有限位支架，可防止转子在旋转时向左右窜动。
图1 硬支承动平衡机实物照片转子的平衡转速必须根据转子的外径及质量，并考虑电机拖动功率及摆架动态承载能力来进行选择。
本动平衡机采用变频器对电动机调频变速，使工作速度控制自如。
2、转子动平衡的力学条件由于转子材料的不均匀、制造的误差、结构的不对称等诸因素导致转子存在不平衡质量。
因此当转子旋转后就会产生离心惯性力，它们组成一个空间力系，使转子动不平衡。
要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00M F 或 ⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00BA M M （1） 即作用在转子上所有离心惯性力以及惯性力偶矩之和都等于零，这就是转子动平衡的力学条件。
大型回转体转动惯量测量系统的设计
２１ ０ ０年 １ １月
传 感 技 术 学 报
Ｃ Ｎ Ｓ ＯＵ ＡＬ ＯＦ Ｓ ＮＳ Ｓ ＡＮ Ｔ ＡＴ ＲＳ ＨＩ Ｅ Ｅ Ｊ ＲＮ Ｅ ＯＲ Ｄ ＡＣ Ｕ Ｏ
Ｖ０ ． ３ Ｎｏ １ １２ ．ｌ ＮＯ ． ２ ０ Ｖ ０１
Ｍ ｏ ｅ ｔ ｏ ｎ ｒ ｉ ｓ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｏ ｒ ｅ Ｓ ｈ ｒ ｉ ｍ ｎ ｆＩ ｅ ｔａ Ｔｅ ｔｎ ｙ ｔ ｍ ｆ ｒ Ｌａ ｇ ｐ ｅ ｏ ｄ
Ｔｈ ｓ ｉｌｔｏ ｒ ｑ ｅ ｃ ａ ｅ ｃ ｌｕ ａｅ ｙ ｏ ｃｌ ｔｄ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ａ ｄ ｐ ｏ ｏ ｌｃｒｃ ｓ ｎ ｏ ． Ｂｙ ａ ａｙ ｉ ｇ ｔ ｙ ． ｅ ｏ ｃｌａｉｎ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｂ ａ ｃ ｌｔ ｄ ｂ ｓ ｉｌ ｅ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｈ ｔｅ ｅ ｔｉ ｅ ｓ ｒ ａ ｎ ｌｚｎ ｈｅｓ ｓ ｔｍ ｍｐ，ｔ ｅ ｒ ｌｔｏ ｅｗｅ ｎ ｍｏ ｎ ｆｉ ｅ ｔａ ａ ｄ ｏ ｃｌａｉｎ ｆｅ ｕ ｎｃ ｓ ｇ ｖ ｎ ． Ｔ ａ ｕ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｉ ｅ ｄａ ｈ ｅ ａｉｎ ｂ ｔ ｅ ｍｅ ｔ ｏ ｎ ｒｉ ｎ ｓ ｉｌｔｏ ｒ ｑ ｅ ｙ ｉ ｉｅ ｈｅ ｍｅ ｓ ｒｎ ｔ ｏ ｓ
摘 要 ： 以大型回转体为被测对象， 设计了一套转动惯量测量系统。利用扭摆机构 、 光电传感器获得系统的振荡频率， 在对
系统 阻尼 影 响 分 析 的基 础 上 ， 出转 动 惯 量 与振 荡 频 率 的关 系 式 。详 细 介 绍 了系 统 组 成 ， 测 量 系 统 的 工 作 机 理 和 测 量 精 度 得 对
Ｅ ＡＣ ７ ３ Ｃ Ｅ Ｃ： ２ ０
ｄ ｉ １ ．９ ９ ｊ ｉ ｎ １０ ｏ ： ０ ３ ６ ／．ｓ ．０ ４—１９ ． ０ ０ １ ． ２ ｓ ６９ ２ １．１０５
本科毕业设计-高速回转体运动参数测试系统的设计
毕业设计题目高速回转体运动参数测试系统的设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0702班学生战大帅学号20070403256指导教师马玉真二〇一一年五月三十日1前言1.1振动测量的国内外现状振动测量在工业生产及科研领域占有很重要的地位，它是从航空航天部门发展起来的，尤为突出表现在航空航天，能源工业，动力机械，交通运输，军械兵器，环境保护，土木建筑，电子工业等方面。
近几十年来，随着光学技术的发展，已经提出来相当一批基于光学技术的振动测量技术，因其组成的系统具有结构简单，高精度，耐高压，耐腐蚀，可以在易燃易爆的环境下安全运行，抗电磁干扰，动态范围大，非接触无损测量等一系列优点而得到大量应用。
在70年代初期，最先提出非接触式测量方法是国外的专家, 它是采用在叶片端部截面上嵌入一个磁铁, 同时将一个锯齿形的导体安装在叶片上方的壳体上, 当叶片经过导体时, 在导体上感应出正弦波的电动势, 其频率取决于转子的旋转速度。
叶片的端部振动时, 线圈中的信号按一定的频率调制输出, 其调制频率的精度依赖于叶片的振幅和叶片频率的乘积, 并且根据无线电技术中已知的方法解调出信号, 就能够知道叶片的振动强度。
但这种方法在实践中没有获得推广，因为需要在壳体上布置与测量的叶片等数量的线圈导体, 试验准备繁琐, 并且检测的叶片数目很少。
到80 年代后期, 叶片定时端部测量法中测量叶片的相对位移可以采用电感式、电容式、光电式等多种传感器。
但因为电感式传感器需要叶片端部磁化, 并且电感传感器有交流零位信号产生; 而电容传感器只能测量低频振动这是因为它易于产生寄生电容，抗干扰能力很弱。
到90 年代中期, 激光技术和光电子技术、光纤技术获得迅猛发展, 激光光纤传感器在高速旋转振动测量中获得广范的应用依靠其抗电干扰能力强, 响应快, 频带宽的等特点。
叶片振动测量在航空发动机研制中起着很重要的作用。
国内是从上世纪80年代开展此技术的研究,并以此建立了模拟光纤系统显示示波器叶片振幅测量过程。
回转构件的动平衡实验
回转构件的动平衡实验回转构件的动平衡实验是机械动力学实验中十分重要的一项。
它主要是为了探究旋转轴承在不平衡的情况下在转动过程中产生的共振和不稳定性，从而研究其动平衡问题。
实验装置通常由实验台、驱动电机、不平衡质量、转动轴承、振动传感器等组成，其中前三个是实验的重点装置。
实验台实验台是支撑整个实验装置的基础设施，通常由阻尼材料制成，可以有效地减小振动干扰，保证实验的精度和可靠性。
驱动电机驱动电机是实验的核心装置，主要用于产生旋转力，让轴承以一定的转速旋转。
在实验中，通常使用万能电机，它具有结构简单、鲁棒性强、输出稳定等特点，能够满足实验要求。
不平衡质量不平衡质量是实验中最关键的装置，它是在轴承上添加的一些质量块，旨在制造轴承在旋转过程中的不平衡现象。
不平衡质量的大小和位置的调整直接影响到实验的效果和结果。
因此，在实验中，需要认真测量不平衡质量的位置和大小，在实验过程中随时调整，确保实验的准确性。
转动轴承转动轴承是实验中承载不平衡质量的装置。
虽然它的种类有很多，但在实验中，通常使用的轴承由滚动轴承和双向承载球轴承。
其中，双向承载球轴承具有承载能力大、旋转稳定、自动调心等特点，适用于高速旋转的情况下，近年来得到越来越多的应用。
振动传感器振动传感器是实验中检测轴承的振动情况和不平衡程度的关键装置。
它主要测量轴承周围的振动情况，并将结果输出给振动分析器进行分析。
振动传感器种类繁多，根据不同实验条件的需要，可选用激光传感器、加速度传感器和光电传感器等不同类型的传感器。
通过以上装置的组合运作，可以进行回转构件的动平衡实验。
具体步骤如下：1、在实验台上安装驱动电机和转动轴承，注意将传感器固定在轴承周围，以便进行振动信号的采集和记录。
2、根据实验需求，选用适当的不平衡质量和加在轴承上，注意不平衡质量的位置和大小的初始设置，确保实验的初始状态正确无误。
3、启动驱动电机，使轴承沿着设定转速匀速旋转，开始进行实验。
同时，将振动传感器与振动分析器进行连接，对振动信号的振幅和频率进行监测和记录。
回转风机结构及状态测试系统的总体设计
摘要回转式风机状态测控系统是在回转式风机运转的过程中，实现回转式风机性能基本参数的采集、分析、计算回转式风机性能参数并绘制性能曲线(流量——全压曲线、流量——功率曲线、流量——效率曲线)并通过采集与处理的信号信息对回转式风机的转速的变频调速控制的过程。
回转式风机性能试验对于成品的检验和新产品的设计开发都至关重要，特别是对于大型、特型回转式风机以及单件、小批量而且气流特性有特殊要求的情况，性能试验尤为重要。
目前，我国回转式风机性能检测大多以手工为主，存在试验手段落后，劳动量大和测试结果不准确等缺点。
采用先进的虚拟仪器技术，将传感技术、仪器技术和测试技术结合起来，进行回转式风机性能参数的自动检测，试验数据的自动处理和性能曲线的自动绘制是本文研究的重点。
本文采用虚拟仪器技术，进行了回转式风机性能试验自动测试系统的硬件及软件设计。
硬件上在回转式风机机械结构基础上采用压差传感器、压力传感器和扭矩传感器检测各试验数据，实现了试验数据的自动采集;利用变频调速技术控制变频调速器输出信号的频率，实现了回转式风机转速的自动调节。
软件上在Labview虚拟仪器开发平台上，采用模块化设计方法，实现了采集信号的实时显示、控制信号的准确输出、试验数据的正确处理及应用最小二乘法对性能参数进行拟合从而实现了性能曲线的自动绘制。
整个系统具有界面友好、操作方便、功能齐全等优点，试验结果表明研制基于虚拟仪器的回转式风机性能自动测试系统，增加了试验过程的稳定性，避免了人为的读数误差、计算误差以及相关数据不能同时记录所引起的试验结果的偏差.提高了测试精度和试验效率。
可广泛应用于科研院所和回转式风机生产厂家，具有较高的推广与应用价值。
关键词：回转式风机性能；回转式风机测试；回转式风机控制；虚拟仪器；数据采集；Labview。
AbstractFan Performance measurement and control system is functioning in Blower in the process of achieving fan of the basic parameters of the collection, analysis, calculated performance parameters and the mapping of fan performance curve (flow - all of pressure, flow - power curve, traffic - the efficiency curve) And through acquisition and processing of signals to the speed of the fan VVVF control of the process. Fan performance test for the finished product testing and new product design and development are crucial, especially for large, special-fan and a single, small volume and flow characteristics of the special requirements of the situation, the performance test is particularly important. At present, China's Fan Performance testing mostly manual-based, test means there behind, and the labor of inaccurate test results and other shortcomings. Using advanced virtual instrument technology, sensor technology, instrumentation and test technologies, a fan performance parameters of automatic detection, automatic processing of test data and performance of the automatic drawing is the focus of this paper.In this paper, virtual instrumentation, a fan of automatic test system tests the hardware and software design. Hardware on the use of pressure sensors, pressure sensors and torque sensors detect the test data, and the test data collected automatically the use of Frequency Control Technology Control VVVF output signals in the frequency, the fan speed to achieve the automatic adjustment. In Labview software development platform virtual instrument, the modular design, and the acquisition of real-time signal that the exact output control signals, the test data processing and application of the correct method of least squares fitting parameters to achieve the performance Curve of automatic drawing. The entire system is user-friendly, easy to operate, fully functional advantages, test results showed that the development of virtual machines based on the fan performance automated test systems, to increase the stability of the trial process, to avoid the artificial reading error, error and related data can not be Records of the test results caused by the deviation. Improve the accuracy of the test and test efficiency. Can be widely used in scientific research institutes, and fan manufacturers, and the promotion of high value.Keywords: Fan performance; Fan testing; fan control; virtual instruments; data collection; Labview.目录第一章绪论 ------------------------------------------------------------ 1 1.1回转式风机简述---------------------------------------------------- 1 1.2回转式风机测试系统的发展------------------------------------------ 1 1.3基于虚拟仪器的回转式风机测试系统---------------------------------- 2 第二章系统总体方案的设计 ---------------------------------------------- 3 2.1回转式风机性能测试方法-------------------------------------------- 32.1.1回转式风机主要性能参数---------------------------------------- 32.1.2回转式风机性能测试装置---------------------------------------- 4 2.2虚拟仪器技术及其应用---------------------------------------------- 52.2.1虚拟仪器概述-------------------------------------------------- 52.2.2基于虚拟仪器的测试系统---------------------------------------- 6 2.3回转式风机测试系统的总体方案-------------------------------------- 6 第三章回转式风机硬件系统的设计 ---------------------------------------- 83.1回转式风机主体硬件结构的设计-------------------------------------- 8 3.2回转式风机机械结构的设计计算：------------------------------------ 93.2.1回转式风机主要性能参数的确定。
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回转轴振动测控实验系统的设计
摘要:本文研究了回转轴振动测控实验系统的设计,通过在主轴上安装多相电磁式制动器,利用设备状态监测和故障诊断系统能及时发现主轴早期异常振动,有效的保证设备的可靠运行。
关键词:回转轴振动测控实验系统
振动问题一直是机械动力学研究的热门话题。
转轴是组成回转机器的重要零部件,既传递弯矩又传递转矩,容易引起多种振动,其振动问题是不容忽视的。
主轴振动测控实验系统是针对回转轴主动控制而设计的,是基于LabVIEW的转子测控实验系统。
通过在实验系统上运行电磁式控制器和仿真实验,系统采集主轴振动异常信号,通过控制装置实现对转子运行的振动故障进行控制操作。
1 主轴振动测控实验系统的组成和原理
主轴振动测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。
测试过程中传感器把现场的机组的振动转变成电信号,然后传输给中间变换装置;中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行计算,再将处理结果以电信号或数字信号的方式传输给显示记录装置,最后由显示记录装置将测量结果显示出来,提供给观察者或其他自动控制装置。
主轴控制部分的核心是电磁式制动器。
它由将多块小电磁式制动器组合而成,制动器分别安装在主轴和支座上。
整个体系结构分为被测信号、采集卡、主
程序三个部分。
(1)被测信号。
回转轴的监控量一般是振动信号、加速度信号、轴心轨迹和转速信号。
(2)采集卡。
采用美国国家仪器公司的PXI-6251综合采集卡。
(3)主程序。
包含采集、分析程序和控制程序。
采集、分析程序主要是测量故障信号,再向控制程序发送控制指令,最后由控制程序发出模拟控制信号到电磁式制动器,实现对轴的控制。
图1是基于虚拟仪器的测控体系的总体结构图。
2 回转轴振动测控实验系统的硬件参数
一般来说,振动测试与分析系统由两大部分组成。
一部分为传感器测量系统,它包括各种振动传感器,温度、压力传感器及其有关测量部。
另一部分即为测量数据采集、显示、处理及分析系统,也就是虚拟仪器的部分。
整个测试过程如图2所示。
需要说明的是,无论是何种振动测试分析系统,模拟式的传感器、信号调理器以及激振系统,仍然是必不可少的,在测试系统中,它们构成了所谓测试前端。
转轴测试所需的基本硬件设备包括:多功能转子实验台、加速度传感器、力传感器等。
3 回转轴振动测控实验系统的设计
回转轴实验台是测控对象。
采用的实验台是自行设计的转子实验
台,外形尺寸:980×200×250(mm),主要组成如下:(1)直流电机:0～10000转/分。
(2)底座。
(3)含油轴承支座4个。
(4)转动轴共有两节组成,中间有橡皮轴套连接。
(5)带有滑动轴承的支座一个。
(6)注油壶一个。
通过配置振动、转速、噪声、位移等机械参量测量的传感器,可对主轴的旋转速度、底座的振动速度、转子实验台运行时的噪声等进行监测。
4 采集系统的硬件组成
本文采用的数据采集卡是NI公司的PXI-6251M系列数据采集卡,并安装在8槽的PXI-1042高性能机箱的插槽2上。
PXI-6251的主要参数:模拟输入16路单端/8路差分,采样率1.25M,输入/输出分辨率16位,最大输入电压范围±10V,模拟输出2路,数字IO24路。
另外,和PXI-6251采集卡配套的有附件:SHC68-68-EPM,M系列68针高性能屏蔽电缆,长度1m;CB-68LP,68针接线端子板。
NI PXI-6251数据采集卡能提供Windows、Linux和Mac OSX系统的驱动支持,也可以和NI LabVIEW以及NI-DAQmx测量驱动服务软件无缝地结合。
由于采用了数据采集卡前端加装一块同步采样保持器,所以最大采样频率实际达不到1.25MS/s。
5 结语
借鉴磁悬浮控制思想,本文研制一套集测、诊、控的回转轴主动控制实验系统。
并且验证这种电磁式制动器设计的可行性。
参考文献
[1] 陈敏,汤晓安.虚拟仪器软件Labview与数据采集[J].小型微型计算机系统,2001,4,22(4):501～503.
[2] 严可国,等.大型旋转机械监测保护故障诊断系统[M].北京:英华达电力电子工程科技有限公司出版,1994.。