INV1612多功能柔性转子实验系统帮助.docx
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INV1612多功能柔性转子实验系统帮助
CoinvDASP 转子实验
转子实验模块软件是配合INV1612型多功能柔性转子实验系统的软件模块,可进行INV1612系统的基本实验项目(关于该系统的选择实验项目需要其它模块的软件),完成关于临界转速、轴心轨迹、油膜涡动和油膜振荡、旋转振动特性、启停机彩色谱阵、幅值转速特性、台体振动和柔性转子振型测量等实验。
进入本模块软件之后,将出现如图8.2.1的窗口,其中上部的工具条可以进行各种设置和测量等基本操作,左边的操作控制区可以进行有关分析和显示的操作,图形区域则根据不同要求显示当前的测量结果图形和数据。
详细操作请参见:
8.2.1设置测量参数
8.2.2测量和结果存取
8.2.3改变分析方法
8.2.4转子振型测量
8.2.5显示分析设置
8.2.6虚拟仪器
8.2.1设置测量参数
在进行测量之前,首先应根据实验指导书的要求正确安装传感器,一般包括用于转速测量的涡流式传感器(或光电式传感器)、用于转轴振动位移测量的涡流式位移传感器、用于台体或支座振动测量的速度传感器等,在正确位置安装传感器之后,便需要在软件中进行相应的设置。
方法为点击上方工具条的“设置”按钮,或者按[P]键,即可出现如图8.2.2的设置对话框。
各项设置如下:
实验内容:
此项可以选择不同的实验内容,包括常规实验和振型实验。
除振型实验外,前面提到的其它实验均包含在常规实验中,点击“常规实验缺省值”和“振型实验缺省值”,即可将测量的各种参数设置为缺省的数值。
对于常规实验,采样频率将被缺省设置4通道测量,第一通道为转速,第二、三通道为位移,第四通道为台体振动测点,各测点传感器安装如图8.2.3(a)所示;对于振型实验,缺省设置为三通到水平或者垂直的位移测点,各测点传感器安装如图8.2.3(b)所示。
若实际实验的设置有所不同,也可以更改各项设置,如下所述。
图8.2.3典型的转子实验传感器安装位置示意图
采样参数:
此栏中可以设置采样频率和程控放大倍数,对于0~12000转/分的转子实验装置,为兼顾时域和频域精度,一般采样频率应设置在1024~4096Hz的范围较为合适,若要分析较高阶次的倍频,则需要根据采样鼎力适当增大采样频率。
程控放大可以将信号放大,单注意不要太大,以免信号过载。
测量通道参数:
测量通道数目项中可以选择使用多少个测量通道,下方的列表中可以设置各个通道的信号类型、标定值和工程单位。
X-Y图设置:
此栏中可以设置显示X-Y轴心轨迹图是使用哪两个通道的信号,注意此处必须选择在转轴同一位置的水平和垂直两个位移测点。
谱阵和幅值曲线图设置:
此栏中可以设置三维谱阵图和幅值-转速曲线图中使用哪个通道的信号进行分析,一般选择转轴的水平或垂直振动位移测点。
各项设置完毕后,按“确定”按钮即可开始进行测量。
8.2.2测量和结果存取
正确连接转子试验台装置和相关仪器,并在软件中进行对应的设置后,即可开始进行测量,此时仅需按上部的“测量”按钮即可,图形区中将显示各种测量结果。
按“停止”按钮即可随时停止实验的测量过程。
停止测量后,可以按“存盘”按钮,选择一个文件名称将实验测量数据进行保存,文件后缀为“CRS”。
保存后的实验数据可以通过按“调盘”按钮调出并进行回放,此时出现如图8.2.4的对话框,从中可以通过三种方法调入实验数据:
1调取最近保存的数据,其列表中列出最近的保存数据文件的全路径名称,并可任选一个;
2浏览调入实验数据,通过文件“打开”对话框在计算机中选择后缀为”CRS”的数据文件;
3调入例子数据,可以选择一个例子数据进行回放演示。
8.2.3改变分析方法
在上部工具条中有一组选择按钮,如图8.2.5,可以选择不同的分析方法,包括如下几种:
图8.2.5选择不同的分析方法
1波形分析:
显示各通道的时域波形,进行对比读数等分析;
2频谱分析:
显示各通道的频谱曲线,进行对比和读数分析;
3波形和频谱双显分析:
同时包含波形和频谱的分析,如图8.2.6;
4XY图分析:
可选择转轴上某点的水平和垂直位移信号,进行轴心轨迹分析,并结合数字跟踪滤波,进行轴心轨迹的提纯等分析,如图8.2.7显示的是转子出现油膜涡动时的轴心轨迹;
5谱阵分析:
可进行转子的时间三维谱阵分析,在转子的升速或降速过程中,显示各时刻的频谱,并形成三维时间谱阵,使用彩图方式,横坐标为频率,纵坐标为时间,彩图的色彩反映频谱的大小。
该图可以清晰反映转子在升降速过程中的频谱变化特性,以及转子振动基频、半频、倍频等频率成分的全面信息,如图8.2.8,其中显示的是转子升速过程的三维彩色谱阵图,其中随着时间推移,转速不断增大,其中最亮的红线为频谱的基频成分,其右侧依次为2倍频、3倍频、4倍频…的频谱成分,在大约30秒的时间上,基频成分分最为强烈,表明此时经过第一界临界转速,读取此时的转速为3560r/min,即为一阶临界转速;而在大约40~50秒的时间上还出现了明显的半频成分,表明此时出现了油膜涡动和油膜振荡,使用素缎户光标读取此时的转速大约在6000~7000r/min的范围;
6幅值曲线:
可进行转轴振动位移信号的幅值-转速曲线,包括基频幅值-转速曲线和半频幅值-转速曲线,在转子的升速或降速过程中,进行幅值曲线的测量,可以分别反映转子振动基频幅值和半频幅值与转速的关系,并可以准确方便地确定临界转速的大小和发生油膜振荡的转速范围,如图8.2.9为转速升速过程中测量的幅值曲线,在基频图上可见在3500r/min附近幅值明显增大,表明此处为一阶临界转速,在半频图上可见在6700r/min附近幅值明显增大,表明此钻速附近发生了油膜涡动或油膜振荡。
附图:
8.2.4转子振型测量
在设置测量参数时,若设置常规实验参数,则在测量中可以任意选择上述几种分析方式,而若设置了振型实验参数,则只能选择第一种时域波形分析方法,此时出现如图8.2.10的振型测量分析界面,其中上部的曲线为转子的实时振型。
在进行振型实验时,首先应按图8.2.3(b)的方式在转轴上均匀布置3个以上的涡流传感器,并且所有传感器都为水平方向或者都为垂直方向,并按次序接入采集仪的各个通道。
按“设置”按钮,进入设置对话框,并按“振型实验缺省值”按钮,设为振型测量方式,若传感器数目大于3个,则相应更改通道数目和通道参数,最后按“确定”按钮完成设置。
然后调节转子试验台的转速控制旋钮,使转子系统处于临界转速下运转,观察振型曲线,得到临界转速下的柔性转子振型。
注:
振型曲线中的点数比实际测点数目要多两个,分别为振型曲线最两边的点,这两点分别代表转轴在两个轴承座位置的点,在振型曲线中一般认为这两点是不动的。
提示1:
通常转子的一阶振型为一次弯曲,二阶振型为二次弯曲,如图8.2.11示意。
附图:
8.2.5显示分析设置
数字跟踪滤波设置
在左侧的操作控制区的“数字跟踪滤波”栏中,可设置跟踪滤波的方式,如下四种:
1.不滤波:
即不进行数字滤波;
2.基频1X带通滤波:
跟踪转速信号,对信号的基频成分进行带通滤波,仅仅保留基频成分,二滤除其它所有成分,可以用于轴心轨迹的提纯,在研究转子经过临界转速轴心轨迹的变化特性时,使用次滤波方式,可以更加清晰地表现转子基频轴心轨迹的变化过程,但是要注意的是,此方式下将半频成分滤除,从而不能进行油膜涡动和振荡现象的观察;
3.0~1X低通滤波:
跟踪转速信号,对信号的基频成分进行低通滤波,滤除基频以上的所有成分,该滤波方式下可以保留基频成分和半频成分,观察油膜涡动和油膜振荡的现象时可以消除各阶倍频的干扰;
4.0~2X低通滤波:
跟踪转速信号,对信号的2倍频成分进行低通滤波,滤除两倍频以上的所有成分。
注:
若测量中没有连接转速通道的信号,则以上的滤波操作将不起作用。
波形和频谱图显示设置
选择显示信号:
在该栏下可以选择是否显示某一类信号的波形和频谱曲线。
在转子实验中常常包括转速信号、转轴振动的位移信号、台体和支座的振动信号以及其它自由设置的信号,此处可以选择显示哪些信号。
分组重叠显示:
选中则将同一类信号重叠在一幅图中对比显示,不选中则各路信号分别独立显示;
尺度自动调整:
选择则自动调整显示的纵坐标尺度,使得不论信号大小,都能以较为合适的尺度进行显示,但有时不能直观反映信号幅度的变大或者变小。
频谱分析设置
加窗:
选择频谱分析的加窗函数,选择适当的窗函数,可以减小频谱的泄漏误差,提高谱峰数据的准确性,此设置将影响频谱图、三维彩色谱阵图和幅值-转速曲线图中的幅值。
标注阶次位置:
选择则将在频谱图的上方标注各阶次的位置,便于进行转子的各阶倍频的确定;
纵轴对数方式:
选择则频谱图的纵轴使用对数方式。
在线性方式下,有些频率成分(如倍频)的幅值较小而不明显,使用对数方式则可以较为明显地显示出这些幅值较小的频率成分;
横轴缩放:
按“拉开”按钮可以拉开频率轴,显示较小的频率范围,每次点击可以是频率范围减小100Hz,但最小不小于300Hz,按“收缩”按钮则使频率范围较大100Hz。
XY图轴心轨迹显示设置
同时显示波形和频谱:
选中此项可以在显示X-Y图的同时显示信号的波形和频谱图。
谱阵色彩设置:
可以对三维彩色谱阵设置不同的色彩方案,适应不同的显示效果。
8.2.6虚拟仪器
在“虚拟仪器”栏中可以打开转速表和幅值表。
转速表:
转速表如图8.2.12所示,其中转速栏显示当前测量过程中的转速,单位为r/min,基频栏显示转速对应的旋转频率,单位为Hz,点击“切”按钮,可以进行切换显示,使转速表切换到图形中,便于图形的保存和打印,再次按“切”,则切换回仪器对话框方式;按“×”按钮则关闭转速表。
幅值表:
幅值表如图8.2.13所示,其中可以显示某个通道信号的某个频率成分的幅值。
在“通道”栏中可以选择显示哪个通道的数据,在“频率”栏中可以选择是半频成分、基频成分还是2倍频成分的幅值,在“单峰值”栏中显示对应通道对应频率成分的单峰值幅值。
使用幅值表可以很方便地读取一些重要幅值数据。
点击“切”按钮,可以进行切换显示,使幅值表切换到图形中,便于图形的保存和打印,再次按“切”,则切换回仪器对话框方式;按“×”按钮则关闭幅值表。
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