转子临界转速测量实验指导书新

转子临界转速测量实验指导书

一、实验目的

1、观察和了解转子在临界转速时的振动现象，振动的幅值和相位的变化情况。

2、利用振型圆和波德图测量转子的临界转速。

3、观察和验证转子结构对临界转速的影响。

4、了解非接触涡流式位移传感器和振动测量分析仪器的使用。

一、实验装置与原理

1、柔性转子振动模拟试验台。

图1、柔性转子临界速度测定装置

1.含油轴承支座 2 .限位保护支座 3.转盘

4.光电转速传感器

5.涡流传感器

6.转轴

7.传感器支座8.联轴节9.电机

10.调压器11.前置放大器12.数据采集接口箱

图1所示为柔性转子临界速度测定装置，它包括，实验台和测试仪器两部分，实验台部分是电机、支撑和转子，转子由等直径轴和若干转盘组成，转盘在轴上的位置可以改变，转轴的直径为φ9.5，转盘分为两种规格。φ76⨯25，其质量为800g；φ76⨯19 ，其质量为600g。转子转速的变化通过串激电机改变电压实现的。测试仪器主要是两个涡流式位移传感器及其前置放大器，光电转速传感器，数据采集接口箱等。

2、计算机化的数据采集与信号分析系统

本实验的数据采集与处理，均通过计算机化的“信号采集与分析系统CRAS”实现。该系统包括传感器以及放大器（非接触涡流式位移传感器二只，光电转速传感器一只），直流稳压电源，数据采集卡，接口箱，以及VMCRAS软件等。

图 3 转子的波德图

3、实验原理

测定转子的临界转速ωn，即转子弯曲固有频率。可通过观察转子升速旋转时的轴心轨迹图或波德图实现。

轴心轨迹图的测试如图2所示，通过将两个涡流传感器分别置于轴某一截面相互垂直的两个方向上，把两个方向上的振动信号分别输入信号分析仪的X轴和Y轴，由此测得转子的涡动运动，这种涡动运动的轨迹称为轴心轨迹。用某种方法测得的轴心轨迹图也称为李莎如图。转子的轴心轨迹一般为椭圆，当转子通过临界转速时，椭圆迅速变大，椭圆轴线方向迅速改变。通过临界转速后，椭圆又缩小。

波德图是反映转子振幅和相位随转速变化的曲线，如图3。通过波德图，可清楚看出转子通过临界转速时，振幅迅速变大，通过临界转速后，振幅又变小。临界转速前后的相位迅速改变。

三、实验步骤

1、熟悉实验用设备和仪器。

2、打开数据采集接口箱的电源。

3、打开计算机电源，

鼠标点击：CRAS 5.1（快捷方式），进入计算机化的振动信号采集分析系统CRAS。再点击：“旋转机械振动监示与分析VMCRAS”。

在“VMCRAS”状态下，点击：“作业”：

①在“搜寻（I）”栏确认作业文件的位置；

②在“文件名称（N）”栏写入所起的文件名；

③在“文件类型（T）”栏点入‘外部双通道（*.RED）” (注:内部方式指定采样率采样、适用于稳定转速；外部方式指整周期采样、采样频率随转速同步变化，适用于起停车的瞬态过程。)。

4、设置实验参数，点击“参数设置”

①采集方式：外部；键相位为：64或128（表示整转速周期的测点数）。

②采集控制：监示采集；转速控制为“升速”；在老师的指导下或根据经验填入“总记录时间（秒）”、“开始转速”、“停止转速”、“转速间隔”等。

③监测值类型：pp（双峰值）。

④工程单位：μm。

⑤电压范围：±10000Mv。

⑥通道标记：确认各通道（传感器）的振动方向，X或Y。

所有参数确定后，点击“确认”。

5、在每个轴承座锣钉孔滴入所需润滑油；然后打开试验台调速器电源。微小转动调压器旋钮，转子即会转动。缓慢地转动调压器，逐步升速；升速时必须注意防止瞬时电流过大。升速记录时不得降速（即反向转动调压器）。振动记录结束后，反向转动调压器平稳降速。直至电压为零，再切断电源。

6、在转子启动的同时，点击“在线监测”，即可观察到由两个传感器（一个水平放置、一个垂直放置）分别采集的转子两个方向的振动波形，随着转速的升高，振幅也越来越高，当转速接近临界转速时，振幅出现一个高峰。当转速超过临界转速后继续升速，振幅降低，逐渐达到一稳定值。