轉子臨界轉速測量實驗指導書一、實驗目的況。1、觀察和了解轉子在臨界轉速時的振動現象，振動的幅值和相位的變化情況。2、利用振型圓和波德圖測量轉子的臨界轉速。3、觀察和驗證轉子結構對臨界轉速的影響。4、了解非接觸渦流式位移傳感器和振動測量分析儀器的使用。一、實驗裝置與原理1、 柔性轉子振動模擬試驗臺。圖1、柔性轉子臨界速度測定裝置含油軸承支座2.限位保護支座3.轉盤4.光電轉速傳感器5.渦流傳感器6.轉軸7.傳感器支座8.聯軸節9.電機10.調壓器11.前置放大器12.數據采集接口箱圖1所示為柔性轉子臨界速度測定裝置，它包括，實驗臺和測試儀器兩部分，實驗臺部分是電機、支撐和轉子，轉子由等直徑軸和若干轉盤組成，轉盤在軸上的位置可以改變，轉軸的直徑為9.5，轉盤分為兩種規格。7625，其質量為800g；76X19，其質量為600g。轉子轉速的變化通過串激電機改變電壓實現的。測試儀器主要是兩個渦流式位移傳感器及其前置放大器，光電轉速傳感器，數據采集接口箱等。2、 計算機化的數據采集與信號分析系統本實驗的數據采集與處理，均通過計算機化的“信號采集與分析系統CRAS”實現。該系統包括傳感器以及放大器（非接觸渦流式位移傳感器二只，光電轉速傳感器一只），直流穩壓電源，數據采集卡，接口箱，以及VMCRAS軟件等。圖2轉子軸心軌跡的監測圖3轉子的波德圖3、 實驗原理測定轉子的臨界轉速en,即轉子彎曲固有頻率。可通過觀察轉子升速旋轉時的軸心軌跡圖或波德圖實現。軸心軌跡圖的測試如圖2所示,通過將兩個渦流傳感器分別置于軸某一截面相互垂直的兩個方向上，把兩個方向上的振動信號分別輸入信號分析儀的X軸和Y軸,由此測得轉子的渦動運動,這種渦動運動的軌跡稱為軸心軌跡。用某種方法測得的軸心軌跡圖也稱為李莎如圖。轉子的軸心軌跡一般為橢圓,當轉子通過臨界轉速時,橢圓迅速變大,橢圓軸線方向迅速改變。通過臨界轉速后,橢圓又縮小。波德圖是反映轉子振幅和相位隨轉速變化的曲線,如圖3。通過波德圖,可清楚看出轉子通過臨界轉速時,振幅迅速變大,通過臨界轉速后,振幅又變小。臨界轉速前后的相位迅速改變。三、實驗步驟1、 熟悉實驗用設備和儀器。2、 打開數據采集接口箱的電源。3、 打開計算機電源,鼠標點擊：CRAS5.1（快捷方式），進入計算機化的振動信號采集分析系統CRAS。再點擊：“旋轉機械振動監示與分析VMCRAS”。在“VMCRAS”狀態下，點擊：“作業”：①在“搜尋（I）”欄確認作業文件的位置；在“文件名稱（N）”欄寫入所起的文件名;在“文件類型（T）”欄點入'外部雙通道（*.RED）”（注：內部方式指定采樣率采樣、適用于穩定轉速；外部方式指整周期采樣、采樣頻率隨轉速同步變化，適用于起停車的瞬態過程。）。4、 設置實驗參數，點擊“參數設置”①采集方式：外部；鍵相位為：64或128（表示整轉速周期的測點數）。②采集控制：監示采集；轉速控制為“升速”；在老師的指導下或根據經驗填入“總記錄時間（秒）”、“開始轉速”、“停止轉速”、“轉速間隔”等。③監測值類型：pp（雙峰值）。工程單位：“m。電壓范圍：±10000Mv。通道標記：確認各通道（傳感器）的振動方向，X或Y。所有參數確定后，點擊“確認”。5、 在每個軸承座鑼釘孔滴入所需潤滑油；然后打開試驗臺調速器電源。微小轉動調壓器旋鈕，轉子即會轉動。緩慢地轉動調壓器，逐步升速；升速時必須注意防止瞬時電流過大。升速記錄時不得降速（即反向轉動調壓器）。振動記錄結束后，反向轉動調壓器平穩降速。直至電壓為零，再切斷電源。6、 在轉子啟動的同時，點擊“在線監測”，即可觀察到由兩個傳感器（一個水平放置、一個垂直放置）分別采集的轉子兩個方向的振動波形，隨著轉速的升高，振幅也越來越高，當轉速接近臨界轉速時，振幅出現一個高峰。當轉速超過臨界轉速后繼續升速，振幅降低，逐漸達到一穩定值。7、振動記錄結束后，通過顯示器觀察轉子的動態特性，有兩種方式：伯德圖依次點擊“瞬態分析”，“伯德圖”，即看到兩通道的轉子振動幅頻特性和相頻特性曲線。點擊通道1或通道2，觀察并記錄單個通道的從振幅和相位兩個方面反映的轉子振動情況。一般振幅極大值所對應的轉速就是臨界轉速，臨界轉速附近的高振幅區為共振區。當轉速經過共振區時，相位發生突變（約180°的相位變化）。⑵軸心軌跡圖依次點擊“圖形顯示”，“軌跡圖”，即看到某一轉速下的軸心軌跡圖，看到轉速頻率的軸心軌跡圓，通過點擊改變轉速（時間），觀察不同轉速下的軸心軌跡圓形狀。轉速由低速逐漸升高時，軌跡圓越來越大，再通過臨界轉速時，圖形迅速增大，圖形的方向突然改變。通過臨界轉速后，圖形逐漸縮小。8、 根據觀察分析結果，確定轉子的臨界轉速。9、 改變轉子位置；重復步驟5-8。10、 實驗結束后，先切斷穩壓電源，接口箱的電源，再切斷計算機的電源。實驗數據記錄第1次（a二b=）第2次（a二b=）轉速（rpm）幅值（》m）相位（度）轉速（rpm）幅值（》m）相位（度）四、數據整理1、畫出實驗臺轉子結構示意圖2、手工畫出波德圖，（振幅-轉速圖和相位-轉速圖）列出最大振動位移量和臨界轉速值3、按理論公式計算該轉子的臨界轉速（轉軸的直徑為09.5mm，轉盤分為兩種規格。076J較厚的轉盤質量為800g；較薄的轉盤質量為600g。）轉子臨界轉速簡易計算公式（鄧柯來公式）：1 （L—a）2+m2b2（L—t））2農宏 3EIL式中：ayb,L的尺寸見圖4,由現場測量——以“弧度/秒”單位表示的轉子臨界轉速，7V轉速轉/分材料彈性膜量，――兩轉盤的質量,軸的截面慣性距，，7V轉速轉/分材料彈性膜量，――兩轉盤的質量,軸的截面慣性距，，轉軸直徑，（）E-E^2.0xW5MPad-d=9.5tnm4、圖4轉子示意圖對結果進行分析比較。五、實驗報告：實驗報告內容1、實驗目的2、實驗原理和實驗裝置（畫出實驗臺轉子結構示意圖）3、實驗過程4、實驗記錄表5、 手工畫振幅-轉速圖