机械故障诊断实验报告

课程名称：机械故障诊断技术院系：机械工程系

学号：

姓名：

指导教师：

XXXXXXXXXX校区

XXXXXXXX校区实验报告

课程名称：机械故障检测技术实验

实验名称：转子实验台综合实验指导教师：XXX

学号：XXXXXXX 班级：XXXX班XX：XXX

实验日期：20xx年xx月xx日成绩：

实验报告要求：

1.简述上述每个实验目的和原理。

答、（1）转子实验台底座振动测量目的和原理

对于多功能转子实验台底座的振动，可采用加速度传感器和速度传感器两种方式进行测量。将带有磁座的加速度和速度传感器放置在试验台的底座上，将传感器的输出接到变送器相应的端口，再将变送器输出的信号接到采集仪的相应通道，输入到计算机中。启动转子试验台，调整转速。观察并记录得到的振动信号波形和频谱，观察改变转子试验台转速后，振动信号、频谱的变化规律。

（2）实验台转速测量目的和实验

对于多功能转子实验台转速，可以分别采用光电转速传感器和磁电转速传感器进行测量。1）采用光电传感器测量：将反光纸贴在圆盘的侧面，调整光电传感器的位置，一般推荐把传感器探头放置在被测物体前2～3cm，并使其前面的红外光源对准反光纸，使在反光纸经过时传感器的探测指示灯亮，反光纸转过后探测指示灯不亮（必要时可调节传感器后部的敏感度电位器）。当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。编写转速测量脚本，将传感器的信号将通过采集仪输入到计算机中。启动转子试验台，调节到一稳定转速，点击实验平台面板中的“开

始”按钮进行测量，观察并记录得到的波形和转速值，改变电机转速，进行多次测量。2）采用磁电传感器测量：将磁电传感器安装在转子试验台上专用的传感器架上，使其探头对准测速用15齿齿轮的中部，调节探头与齿顶的距离，使测试距离为1mm。在已知发讯齿轮齿数的情况下，测得的传感器输出信号脉冲的频率就可以计算出测速齿轮的转速。如设齿轮齿数为N，转速为n，脉冲频率为f，则有：n=f/N 。

通常，转速的单位是转/分钟，所以要在上述公式的得数再乘以60，才能转速数据，即n=60×f/N。在使用60齿的发讯齿轮时，就可以得到一个简单的转速公式n=f。所以，就可以使用频率计测量转速。这就是在工业中转速测量中发讯齿轮多为60齿的原因。编写转速测量脚本，将传感器的信号将通过采集仪输入到计算机中。启动转子试验台，调节到一稳定转速，点击实验平台面板中的“开始”按钮进行测量，观察并记录得到的波形和转速值，改变电机转速，进行多次测量。

（3）轴心轨迹测量目的和原理。

轴心轨迹是转子运行时轴心的位置，在忽略轴的圆度误差的情况下，可以将两个电涡流位移传感器探头安装到实验台中部的传感器支架上，相互成90度，并调好两个探头到主轴的距离（约1.6mm），标准是使从前置器输出的信号刚好为0（mV）。这时，转子实验台启动后两个传感器测量的就是它在两个垂直方向(X,Y)上的瞬时位移，合成为李沙育图就是转子的轴心

2.拷贝上述每个实验系统运行界面，插入到Word格式的实验报告中。

图1 转速测量波形图

图2 振动测量波形图

图3 轴心轨迹测量波形图

2.在MATLAB中编程计算速度测量结果之均方植、有效植、裕度指标、歪度指标、峭度指标有关特征参数，并绘制其副频谱图。

(1)MATLAB程序

X=[];%导入信号数组

fs=1024;%采样频率

N=length(x);

n=0:N-1;

Xrms2=mean(sum(x.^2))%均方值

Xrms=sqrt(Xrms2)%有效值

Ce=Xrms/mean(x)%裕度

Cw=skewness(x)%歪度

Cq=skewness(x)%峭度

y=fft(x,N);%进行fft变换

m=abs(y(1:N/2))*2/N;%求信号的真实幅值

f=n*fs/N; %进行对应的频率转换

stem(f(1:N/2),m(1:N/2));%绘出频谱图

xlabel('频率/Hz');

ylabel('幅值');

title('信号频谱图');

grid on;

（2）运行结果

Xrms2 =22084968，Xrms =4.6995e+003，

Ce =382.0460，Cw =-0.1044，Cq = -0.1044

图3 信号频谱图

即均方植22084968、有效植4699.5、裕度指标382.0460、歪度指标-0.1044、峭度指标-0.1044。

3.利用磁电速度测量记录数据，绘制其时域波形图，并计算其频率及转子转速MATLAB程序：

x=[];%信号数组

subplot(2,1,1);

plot(x);%时域波形

xlabel('时间序列');

ylabel('幅值');

title('信号时域图');

fs=12000;%采样频率

N=length(x);

n=0:N-1;

y=fft(x,N);%进行fft变换

m=abs(y(1:N))*2/N;%求信号的真实幅值

f=n*fs/N; %进行对应的频率转换

subplot(2,1,2)

stem(f(1:N),m(1:N));%绘出频谱图

xlabel('频率/Hz');

ylabel('幅值');

title('信号频谱图');

grid on ;

010*******

400500600

01000

2000

30004000

5000

时间序列

幅值信号时域图

频率/Hz 幅值信号频谱图

根据信号频域图可知，频率为147HZ ，转子转速为n=60×f/N=60×147/16=551.25r/min 。

xxxxxxxxxxx 校区实验报告

课程名称：机械故障检测技术实验

实验名称：超声波测距实验 指导教师：xxxx

学 号：xxxxx 班级：xxxxx 班 XX ：xxx

实验日期：20xx 年 xx 月xx 日 成绩：

实验报告要求：

一、简述实验目的和原理：