振动分析-23“场平衡-2”

按照前面的步骤，我尝试使用现场平衡套件进行平衡测量并使用FFT分析仪进行校正。这次我们将使用这些数据从场平衡矢量的绘图中讨论平衡校正的过程。另请参阅使用三角函数的计算方法。

(1)实验系统的构成

实验的构成如图1所示。

图1

(2)操作条件

转子转速为2480r/min,纠正此时的不平衡。转子上每隔22.5度开有螺纹，以便安装修正配重。

对于实验，将螺钉安装在转子的0度位置以进行不平衡。如图2所示。

图2

(3)测量条件

转子转速2480r/min,不平衡频率f (旋转1次的频率) 为f=2480÷60=41.3 (Hz)

在FFT分析器的设定中，假设频率范围为1kHz,样本数量为2048个点，则样本频率为sf,频率分辨率为Micro

　　　sf＝1000×2.56　　　　（Hz） 　　　

　　　⊿f＝1000÷800＝1.25　（Hz）

相位分辨率Microθ

Microθ=360 (度) ÷ (1转的样本数) =360÷ (1000×2.56÷41.3) ≈6 (度)

为了提高平衡修正的精度，相位分辨率以5度以内为标准。从这个标准来看，频率范围是2kHz,但是修正配重的安装角度是每22.5度，所以是1kHz范围。

(4)触发器

基准信号采用HT-5200型旋转计，将检测到反射标记的脉冲输出输入CF-3600型FFT分析仪的ch1。

观察通道 1 的波形，调整触发电平，并将位置设置为 0。触发后捕获的加速度传感器波形如图 3 所示。为了便于观察，X 轴已放大。

图3

使用场平衡软件时，基准信号输入外部采样端子，进行阶数分析，关注其旋转一次分量。在本实验中，利用ch1的基准信号触发，利用ch2加速度波形的傅里叶光谱测量振幅、相位。触发触发器是确定基准位置所必需的操作。

(5)数据平均值

在该实验中，加速度波形是干净的，因此即使不平均也没有不平衡测量的问题，但是在各种元素的振动波形混合并且施加噪声的波形中，测量发生变化。我会的。为了消除这样的噪音，进行时间轴平均。时间轴平均是重叠写入波形，进行其平均的处理。与旋转同步的不平衡信号通过触发功能在每次测量时重叠波形，但噪声分量与旋转不同步，因此不会重叠，因此将其平均并消除。

平均次数是以波形稳定为基准决定的。这次是50次。

图4显示了时间平均波形。与图3相同，放大X轴进行显示。

图4时间轴的平均值

(6)初始试验

测量现状的不平衡。以2480r/min的速度运转，时间轴平均的功率谱和相位谱如图5所示。

图5

通过测量，我们可以读出加速度电压为 1.666mV，在 41.25Hz 的主旋转频率下相位差为 -91 度。该相位差表示波形比 cos(2π × 41.25Hz) 的参考波形滞后 91 度。极性与旋转方向的关系尤为重要；负相位差表示相位与旋转方向相反（滞后），而正相位差表示相位与旋转方向相同（超前）。虽然振幅通常表示为位移，但可以通过加速度传感器的灵敏度将电压转换为加速度，然后除以 2πf² 来将其转换为位移，并且校正权重可以按比例计算，因此此处省略了转换为位移的步骤。

(7)试重物

在离轴的基准位置90度的位置安装了2g试重。与 (6) 相同运行条件下的测定结果如图6所示。

图6

通过该测量，可读取旋转1阶频率为41.25Hz的加速度电压1.388mV,相位差为−70度。

(8)矢量绘图

表1总结了测量数据。

如果从表中切换到X、Y坐标，

初始测试 (F_)
X:1.666cos (-91) =-0.0278
Y:1.666sin (-91) =-1.670

试加权试验 (F_+T_)
X:1.338cos (-71) =0.453
Y:1.338sin (-71) =-1.314

另外，上述X、Y的计算与傅里叶光谱的实数、虚数相同，如图7所示，将测量表示设为实数、虚数即可读取。

图7

现在，我们可以用矢量的形式图8选项卡显示。

图8

图8由于在中直接绘制相位差极性，因此与实际旋转方向相反。旋转方向是从转子的右侧看还是从左侧看，旋转方向是相反的，所以要注意。

如图8所示，可以用测量和量角器测量T、θ，也可以用以下方法计算。

  　　　　　T ̅=(F ̅+T ̅ )-F ̅

根据，分别计算X轴和Y轴的分量

X：　0.453−（-0.0278）＝0.481　　　

Y：（-1.314）−（-1.670）＝0.356

试重与修正位置的角度θ为、、、为平行四边形，因此平行四边形的内角和比360度

θ= (360−2β)÷2={360−2×(36.5+91)}÷2=52.5(度)

修正配重的大小Wu为

Wu= (试重的重量)×(的大小)÷(的大小) =2×1.670÷0.598=5.58(g)

根据​，取下试验重量2g，将修正重量5.58g从施加修正重量的位置向旋转方向放置到52度的位置，在轴的角度位置放置到90+52=142度的位置，即可修正不平衡。

问题出现在这里。如图2所示，在142度的位置无法安装修正配重。安装位置为135度或157.5度。试着在135度的位置加上5.58g进行测量时，振动变大很危险，无法驾驶。图9所示为失衡、试重、修正重的位置关系。

图9试验配重的位置和校正配重的位置 (以轴表示的角度)

（9）分力的计算

让我们计算5.58g，142度作为135度和157.5度。

C ̅ = A ̅ + B ̅比

X：　5.58cos142＝Bcos135＋Ccos157.5 　　

Y：　5.58sin142＝Bcos135＋Ccos157.5

我们可以解决这个方程组

B＝3.90　(g)　　　

C＝1.78　(g)

在轴位置135在度的地方3.9g、另外，157.5在度的地方1.77g的修正配重，142每次5.58g中所述修改相应参数的值。图9上面写着这个砝码的位置A、B,请参照。。

(10) 确认测试

由于没有3.9g的配重，因此将3.5g的校正配重置于135度的位置进行确认试验。数据在图10显示。另外，以2540进行了旋转测试，因此旋转1下一个频率为42.5Hz。

图10

此次由于手边没有合适的配重，只在135度1处施加了修正配重，振幅为0.571mV、相位差+149，降低了振动。不平衡的位置也在移动。确定了风扇等修正配重的安装位置时，按照上述方法进行分力计算，在2处施加适当的修正配重，进行平衡修正。表2总结了上述测量和计算的数值。

表2

DS-0227在平衡软件中，如图9，自动显示，非常方便。

(2005年12月15日摘自发行电子杂志)