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机械扭矩的振动测量
发布时间:2019-07-26

  扭矩的测量,必须要两个探头,在转子的两个截面测量,单个截面、单个探头只能测量扭振动态信号。扭矩的大小正比于转子角转速的变化(欧拉定义)。扭矩的变化通常发生于运行转速的变化,并因此产生扭振。

  我们从力学理论中知道,扭矩测量的方法通常是应变片法,但在***速旋转的转子上贴应变片,信号还要传递出来,测量的频率范围还有一定的要求等,哪个方面都是难点。应力-应变-单位轴向长度变化的角度等有确定的关系,可以用角度的测量来表达扭矩及扭振。而角度的关系实质是一种时间的关系。

扭矩测量

  市场上缺乏测量扭振的通用、成熟产品。英***有一***公司生产一种短节式的测量系统,但必须串进原机组的轴系中,所以是一种需要在设计阶段就考虑好,比较贵的系统。本特利的3500/42M(MOD 183484, 162572)和System1的Classic支持这种装置。

本特利的3500/42M(MOD 183484, 162572)和System1的Classic

  这个方法其实也是一种测量时间间隔的方法(TIM):计算相邻两个脉冲的时间间隔,而时间间隔的变化与特定转速下的扭振有关。但近年来发展了一类简便方法,不改变原转子系统,使用已有的固定安装的键相(每转一个脉冲)信号,或者使用斑马带或多齿齿轮(MEW)产生的每转多个脉冲信号,***速采样,分析其中的扭振信号。特点是:成本低,快捷,仅需要单个探头。当然,单个探头只能测量扭振,是无法测量扭矩的。好在一般也不需要检验扭矩,机器的破坏大多是扭振,而不是扭矩造成的。

  利用已有的键相信号。***速采集键相脉冲信号,不用停机,使用键相信号的限制是***大的分析频率是转子转速频率的一半,如果转速低,而扭振固有频率较***就不够用了。

  使用斑马反光带/激光探头法。需要停机贴斑马带,***大分析频率范围扩大了。主要是用于临时故障诊断,不能用于监测,带要注意结合部的不连续性。要确认分析软件考虑到了这个因素。

  使用多齿齿轮/激光探头法。需要有齿轮盘或者额外安装齿轮盘,可用激光探头或其它能***速采集脉冲信号的探头,优点是安装牢靠、信号可靠。但要注意齿形几何的不一致性,也要确认相应的软件考虑了这个误差可能带来的影响。可以用于监测。

左边是斑马带法,右边是多齿齿轮法

  上图左边是斑马带法,右边是多齿齿轮法

  对于基于TIM的方法,同时要求较***的幅值精度和时域分辨率。本特利用ADRE408来采集连续原始波形,其128KHz的采样率能保证波形分辨率,而其24位的数模转换能满足幅值精度。

  实践表明,不是随便的斑马反光带和普通的激光传感器都能胜任的。反光带对反光条的间距和黑白对比度要求***,激光传感器要求有较***的采样频率。

  对于持有ADRE 408的工程师,建议在日常启机采集信号时,应该总是激活键相信号的原始数据功能,以评估机组是否存在扭振问题,额定转速后解除原始波形的录波功能。

  目前***常用的斑马反光带测量法,安装中有诸多技巧和注意事项,比如轴表面及条纹表面清洁要求,垂直、对齐要求,头尾结合点应是黑色非反光超长条要求,探头和斑马带的距离、角度要求等等。

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