超低转速同频振动检测与低速动平衡技术研究

摘要

本课题主要研究了一种对变周期超低转速动平衡的采样和处理方式，形成超低转速动平衡检测设备。　　旋转机械在石油、电力、冶金等企业应用十分广泛，由于转子不平衡因素产生的机器故障和事故日益增多，所以动平衡成为机器制造和维修过程中不可缺少的技术手段。传统的动平衡测试技术所针对的转子转速一般在300转/分以上，但目前有些大型转子转速较慢，且有时转子的转动频率不是恒定的，应用传统的测试方法不能准确地测出其不平衡量。如风力发电机组，其转子具有转速低、转速不稳定的特点，应用现有的动平衡技术，存在锁相倍频器无法锁定信号周期，因此也无法实现自动跟踪滤波和提纯同频信号，因此很难实现动平衡的精确测量。　　本课题致力于为大转子的转速低和转速波动情况，研制一种动平衡测试仪，用于测量转子由于加工的缺陷、安装不对称、使用过程中磨损等引起的振动，并通过加重、去重减小振动，从而减小加工精度对机械装置的影响，提高设备的工作效率。　　本课题重点设计并完成了超低速变周期采样系统。在文中讨论了锁相倍频电路直接采样对于变周期的采样不完整的问题，提出了二次采样的方法，并专门设计了由程控放大电路，信号平移及缩减电路和A/D转换电路组成的边CCS电路——变周期信号采样电路。设计了包括过压保护，过流保护，开机保护等保护电路。文中还设计了信号处理系统，包括信号处理的硬件电路和显示界面的软件编程。　　最后，在软硬件调试成功的基础上，进行了超低速动平衡实验。通过实验验证了变周期采样方法确实可行，并在提高工作效率，扩大频率范围，增强实时控制性等方面有显著的效果，实现了预期的目标。

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