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1、实验三转子临界转速测量实验一. 实验目的1. 观察转子在亚临界、临界及超临界的工作情况。2. 计算转子的理论临界转速，并与实测值作比较3. 分析研究在实验中产生的各种物理现象，了解影响转子临界转速 的各种因素。4. 熟悉实验设备及其操作方法；熟悉软件应用。二. 实验装置及测试框图图1为临界转速实验装置示意图，其结构为单盘转子以简支形式 支承在滑动轴承上。实验圆盘安装在轴的跨度中间。整个转子由变速 电动机带动旋转，电动机的转速通过调压变压器控制，可无级变速。转速测量:本实验系统采用的是光电转速传感器，在转轴上贴有 反光条，转轴每转动一周光电转速传感器感应一个脉冲。此脉冲就是 键相位，反光条所在的
2、位置就是振动相位零角度对应的实际位置。同 时，转速脉冲信号输入测量系统的转速输入通道用于转速测量。转速 的测量可以通过计数器测量单位时间内键相位脉冲的个数得到（计数 法）,可以测量2个键相位脉冲之间的时间T得到（测周期法）。振动传感器:旋转机械的振动测量有多种传感器，其中电涡流传 感器为非接触式，用于直接测量旋转轴的振动位移。振动测量模块可以给电涡流振动位移传感器提供工作电源、对反 馈的振动信号进行测量、分析。等角度数据采集：不同于一般数据采集系统的是旋转机械的振动 数据采集必须保证等角度，即：在转子的每个转动周期T内采集Kph 个数据，称之为等角度采样或称整周期采样。轴心轨迹:旋转机械振动头
3、验的一个突出特点。二 XErr屋翳僮耕相凝1-1 1-2垂直两个方向分别安装两只互相垂直的位移传 感器，两路信号分别输入 示波器的X、Y轴，可以 合成显示转轴轴心的运转轨迹。实验中采用软件中的重采样时间波形，即可看到转子轴心轨 迹。四.实验步骤1. 测量参数设置分析模式：瞬态 阶次上限：64X阶次分辨率：0.125X转速控制：通过转速控制数据采集的进行起始转速：1000rpm结束转速：6000rpm （应大于临界转速）转速间隔：50rpm显示阶次：1X（显示工频振动） 测量通道参数设置解转机掠分析彗数栏分析模式阶次上限64x阶次分辨率0.125x 二I转速控制&起始转速1000rpm结束转速4
4、000rpm转速间隔MUrpm时间控制r时间间隔s显示阶次in二|平均次数1谙记录数50AT :0.0391ms Kph :128工程信息1测量通道各参数见下图迺道参数栏输入通道输出通道转速通道通道号通道状态通道标志间隙电压耦合量程范围（mV）量程范围CEU）上限频率灵敏度（mV/EU）工程单位Chid1#XAC2000250.0FASS8P- mCh2A1#HXAC2000250.0FASS8P- mCh3A2#VXAC2000250.0PASS8P- mCh4J2#HXAC2000250.0FASS8P- mCh5A3#VXAC2000250.0FASS81 1主蚤数测量内客信号选择见下图
5、的信号选择对话框，选择需要显示的信号类型。营号选择可选信号已选信号畔信号类型+时间波形+FFT实时谱+璋重采样时间波形+卜4阶次谙+卜4转速閤-Bode:C：H 11C：H 1 丄+卜髦三錐谙+坎贝尔图I-* 1_1 - Bude金晋通绘圉方式 r x-Y记录方式确认“卽|取消（） |帮助|调出Bode图的相频曲线首先建立显示Bode 图的幅频曲线窗口圈形屋性在Bode图窗口中点 击鼠标右键，选择“图 形属性”单出右边的对 话框。坐标金默认刻度自动刻度固定刻度-固定刻度的Y轴摄值X釉摄小值|1008. 85-Y轴盘小值|-180X釉杲犬值|4990, 04Y轴爰犬值|180颜色 字体 线那 选
6、项进入“坐标”在右下 “Y轴”选项下拉菜单 中选择“相频”数据小数点后有效位工轴 1三I坐标轴显示类型X轴苴他信号类型I时间轴|: n丫轴加权XT厂毎条曲线具有独立的Y方向刻度值值幅幅值性数幅频频师 线对迪实谑曹一口回冈SBSBlkH观电鏗蠻申xX型因=:分析模式厢葫文件(D 设置 控制 观测显示 查看电)窗口址)帮助QI)D皿|圉圍| 口口 |嘗豳豳| |偸廝|国也|转速显示窗| 转速 1: 3101 rpirilss20051015重釆样时间波形(lfV)l-l 回冈阶次上限匝3 阶次分辨率3转速控制a起贻转速阿rpm 结束转速阿rpm 转速间隔岡 rpm 时间控制r时间间隔10 z 显示
7、阶次1X三|平均次数厂三维谱参谱记录数町625.0AT ：0.0391msKph ：256工程信息Err 口ITiErtn-ITis500.0375.0250.01 25.00.0-1 25.0-250.0-375.0-500.0-625.05ss20051015Bodeg(1#V) 1-1回冈0.01 250.0-1 1 25.01 000.0875.0750.0625.0500.0375.0250.01 25.01O rd e r0.0ss20051015Bode (1#H) 1-2叵冈显示转速由主菜单“显示”中选择“转速显示”，调出转速显示框，显示框大 小、位置可调整。测试 由主菜单“控
8、制”中选择“启动采样”，进入数据采集。下右图所示的测试界面分别显示了重采样波形、阶次谱、Bode相频EdHDAS(5920_1394)信号测试分析系统-ss20051015Bode(1#H) 1-2曲线、Bode幅频曲线五. 数据处理原始数据：m 盘=800g, d=(9.4+9.5+9.6)/3=9.5mm, l=24.0cm1.无盘有重轴的临界转速Ocr轴J =兀 d4 = =(9.5x1O-3)4=3.998x10-1m4 6464A 二兀d2/ 4=7.09x10-5 m2210x109x3.998x10-10冗 2 I1 EJ3=cr轴12Ap兀210 242-5(7.09x10)X
9、 7800=2111.24rad/s2.单盘无重轴的临界转速3cr盘(0.24)3=2.915x105N/m2-9-1048x(210x10)x(3.998x10)48EJc =13：2.915x1053=1=cr 盘m0.8v盘=603.65 rad/s3.单盘均质轴转子的临界转速3cr3 2cr1 1+3 2cr盘3 2cr轴二 +3 22111.242603.652crw =580.4 rad/scr六.转 速350040004500470049005000510053005500扰度35154310321721309825801268412289实验数据记录表和实验曲线n = 303
10、= 5542.3 rpmcr 兀 crCh-114O_193-446_7-46.7-93-4-1401七. 误差产生的原因及实验中的异常现象。1、根据顿克公式计算的值本应该低于精确值，而本实验的计算值 却高于实际测得的值，可能的原因是装置放置导致该系统本身 的刚性降低，使得实际测得值降低。2、数据采集的软件做得不精确，数据采集不精准，使得测得的数 值偏小。3、计算数值的原始数据获得过程有很大的误差，使得计算数值偏 高。4、系统本身存在缺陷，在实验过程中，输出电流过大，电动机承 载过大，使得实际测到的临界转速上不去，所以测得的值偏小。5、设施设备使用次数太多，造成材料本身存在缺陷，这样实验的 误差就更大了。
