《机械系统振动测试》
机械系统振动测试是工程技术中至关重要的一环,涉及到多个学科的交叉应用,包括振动理论、机械工程、电子电路以及数据分析。振动现象无处不在,既可能是机械设备运行中的潜在问题,也可能被利用来提升性能。振动测试技术,作为动力学的一个分支,以振动理论为基础,通过实验手段来分析和解决各种工程振动问题,广泛应用于大型、精密及复杂的工程领域。
在本实验中,重点是对旋转式机械系统进行振动测试,这类系统包括电动机、联轴器、减速箱、扭矩传感器和磁粉制动器等组件。振动的产生主要源于转子质量分布不均匀和装配误差,这些因素会导致系统的不稳定和效率下降。为了进行有效的测试,实验采用电涡流式位移传感器,这种传感器能够将机械振动转化为电信号,然后通过前置放大器和数据采集系统进行处理,进一步进行时域和频域分析。
实验目标主要包括了解振动测试的基本方法,掌握电涡流式位移传感器的使用,以及学习振动测试的基本分析技巧。实验设备主要包括旋转式机械系统、传感器、前置放大器、直流稳压电源和电脑等。
振动测试方法主要有机械式、光学式和电测式三种。电测方法是最常见也是最精确的,它通过电涡流传感器将振动转换为电信号,再通过电子设备进行放大和分析。实验中使用的两种测试系统——南京汽轮机公司的CRAS系统和LabVIEW自编的虚拟仪器,都具备信号采集、频域分析、实时模态分析等功能,以适应不同需求。
在进行信号采集时,采样频率的设定至关重要。采样定理规定,采样频率必须大于或等于信号最高频率的两倍,以避免信息丢失。然而,实际操作中,为了保证时域信号的完整性,采样频率通常会设置为信号最高频率的10倍以上。同时,为了防止混叠现象,需要在采样前使用抗混叠低通滤波器对模拟信号进行滤波。
此外,加窗技术和窗函数在处理采样数据时扮演着重要角色,它们可以有效减少泄漏效应,提高频谱分析的准确性。选择合适的采样长度和窗函数,可以使分析结果更加接近真实情况。
机械系统振动测试是一项涉及多方面知识的技术,它需要对系统动态特性有深入理解,并能够熟练运用各种测试工具和技术,以便准确诊断和解决振动问题,保障设备的稳定性和效率。