扭振测试与分析.pptx

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1、会计学1扭振测试与分析扭振测试与分析扭振产生的根源扭振产生的根源扭振产生的根源扭振产生的根源旋转机械的交变载荷或不平衡旋转机械的交变载荷或不平衡旋转机械的交变载荷或不平衡旋转机械的交变载荷或不平衡n n由旋转机械由旋转机械动平衡动平衡动平衡动平衡问题或问题或载荷交变载荷交变载荷交变载荷交变所产生的所产生的惯性力矩所造成：惯性力矩所造成：n n本质上是周期性的扭矩不平衡本质上是周期性的扭矩不平衡n n表现为传动轴转速的瞬态波动及不规表现为传动轴转速的瞬态波动及不规则动态扭转则动态扭转n n扭振大小随转速变化扭振大小随转速变化n n较大的扭振会由动态剪切应力造成轴较大的扭振会由动态剪切应力造成轴的

2、疲劳断裂的疲劳断裂应用领域：应用领域：船用柴油机船用柴油机 电机（启动过程）电机（启动过程）汽车汽车/卡车卡车 飞机螺旋桨飞机螺旋桨.第1页/共16页扭振测试原理扭振测试原理tAmplitude Shaft 1 Shaft 2 Proximity probe Pulse type signals Accelerometers n n将脉冲信号在时域进行记录，并在线计算得到每个脉冲间的瞬态转动速度，得到瞬态转速时域波形n n与其它动态模拟信号（如振动或声学信号）同步采集，进行重采样。第2页/共16页扭振测试用传感器扭振测试用传感器k HzNbr of rotating shafts40 200

3、1 Mhz1Tacho frequency20 脉冲速率=转动频率*每转脉冲数（PPR）SCM+IE第3页/共16页扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理 每转脉冲数（PPR）=最大分析阶次*2 （角度域采样定理）如：120脉冲/转，最大分析阶次为60阶 传统计数器方法：脉冲采样时钟频率时钟频率 决定 瞬态转速测试精度精度 LMS专利技术专利技术-QTV技术技术：精确测定脉冲触发过零位，结合拉格朗日插值，突破传统时钟频率精度限制，实现高精度扭振测试高精度扭振测试。第4页/共16页6 copyright LMS International-2005扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理扭振信号的采集

4、处理扭振信号的采集处理-计数器方法计数器方法计数器方法计数器方法 vs.QTV vs.QTV 技术技术技术技术滤除高频干扰成分滤除高频干扰成分滤除高频干扰成分滤除高频干扰成分得到精确的波形信息得到精确的波形信息得到精确的波形信息得到精确的波形信息在采样点间数字化重建波形的过零位在采样点间数字化重建波形的过零位在采样点间数字化重建波形的过零位在采样点间数字化重建波形的过零位误差误差误差误差 ADC ADC 分辨率分辨率分辨率分辨率无脉冲信号的幅值无脉冲信号的幅值无脉冲信号的幅值无脉冲信号的幅值/波形信息波形信息波形信息波形信息误差误差误差误差 1/1/时钟频率时钟频率时钟频率时钟频率误差误差误差

5、误差 每转脉冲数（各转速）每转脉冲数（各转速）每转脉冲数（各转速）每转脉冲数（各转速）误差误差误差误差 每转脉冲数确定后的瞬态转速精度每转脉冲数确定后的瞬态转速精度每转脉冲数确定后的瞬态转速精度每转脉冲数确定后的瞬态转速精度对噪声污染敏感对噪声污染敏感对噪声污染敏感对噪声污染敏感第5页/共16页7 copyright LMS International-2005扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理-QTV-QTV 技术原理技术原理技术原理技术原理QTV 技术将动态转速信号的高技术将动态转速信号的高精度精度24位位AD转换与革新性的朗转换与革新性的朗格朗日插值

6、技术巧妙结合。格朗日插值技术巧妙结合。AD232 点拉格朗日点拉格朗日插值插值最终的线性最终的线性内插内插脉冲脉冲信号信号信号调信号调理理抗混叠滤波抗混叠滤波升采样升采样连续的瞬态转速信号连续的瞬态转速信号(时域数据时域数据)实际实际 ADC 采样点采样点实际实际 ADC 采样点采样点升采样升采样过零位过零位1-y0y1数字滤波数字滤波降采样降采样转速跟踪同步转速跟踪同步重采样重采样.第6页/共16页8 copyright LMS International-2005扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理扭振信号的采集处理-QTVQTV 技术与传统技术器技术精度对比技术与传统技

7、术器技术精度对比技术与传统技术器技术精度对比技术与传统技术器技术精度对比第7页/共16页扭振数据分析扭振数据分析 频谱特性分析频谱特性分析各主要阶次成分各主要阶次成分随转速的变化随转速的变化三维谱分析三维谱分析瞬态转速瞬态转速随时间或旋转角度的变化随时间或旋转角度的变化角速度,角加速度,扭振角,轴扭矩,传动失效比分析与时间,频率,角度,阶次的关系另外,还有导出通道计算功能以及时域原始信号后处理功能三维阶次谱分析三维阶次谱分析第8页/共16页扭矩的计算扭矩的计算其中：扭振角 ：扭矩 ：弹性轴工作长度 ：弹性轴外径 ：弹性轴内径 ：剪切弹性模量2*转速 脉冲(如.120 脉冲/转)动态扭矩测试动态

8、扭矩测试静态扭矩测试静态扭矩测试扭转刚度扭转刚度K第9页/共16页角度域分析（角度域分析（角度域分析（角度域分析（Angle DomianAngle Domian）原理原理原理原理1.1.在时间域采样在时间域采样2.2.精确测试转速脉冲信号精确测试转速脉冲信号3.3.计算角度计算角度-时间关系时间关系4.4.在角度在角度-时间曲线上确定各采样点所对应的角度时间曲线上确定各采样点所对应的角度5.5.根据各采样点的角度信息，在角度域重采样根据各采样点的角度信息，在角度域重采样传统方法(模拟量系统)数字量系统测试转速脉冲每个脉冲对应一个采样点在角度域等角度采样t幅值第11页/共16页扭振在角度域的分

9、布扭振在角度域的分布第12页/共16页传动带的传递率研究传动带的传递率研究n n多转速通道n n在线扭转振动计算n n在线计算:n n传动带传递率传动带传递率%n n传动带拉伸传动带拉伸n n传递误差传递误差n n传动带传动带/带轮带轮 线性线性位移，速度，加速位移，速度，加速度度n n轴转动角位移，角轴转动角位移，角速度，角加速度速度，角加速度n n轴间相对角位移，轴间相对角位移，角速度，角加速度角速度，角加速度(2(2 轴之间轴之间)Inc.EncoderCrank Shaft1800 pprOptel-Thevon G7Alternator Pulley60 ppr传递误差计算:传递误差传递误差%=(皮带轮皮带轮1的实际转速的实际转速 皮带轮皮带轮1的理论转速的理论转速)/皮带轮皮带轮1的理论转速的理论转速皮带轮1的理论转速=皮带轮 2 的实际转速 x 传动比第13页/共16页振动、位移、噪声等信号在角度域的分布振动、位移、噪声等信号在角度域的分布振动、位移、噪声等信号在角度域的分布振动、位移、噪声等信号在角度域的分布第14页/共16页谢谢！谢谢！第15页/共16页