大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法
发布时间：2021-07-18 15:38
利用大型轴系实验台研究了大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法。首先,利用电阻应变片和应变数据无线采集系统,采集轴系运转工况下的应变信号;其次,通过对应变信号小波分解、去噪和重构处理,计算轴系截面弯矩,推导出轴承负荷;最后,利用大型轴系实验台对测量方法进行了验证,计算误差基本在5%以内。
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(10)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
db3小波3层分解示意图
68实验技术与管理下轴承的实际负荷存在一定的误差。因此，本文对大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法进行了研究，设计并制作了大型轴系实验台，基于电阻应变片的测量原理，制定了测量方案，建立了测量系统，利用轴系实验台对测量结果和测量方法进行了验证和分析。1大型轴系实验台为了对大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法进行研究，设计并搭建了大型轴系实验台，如图1所示。实验台由3个轴段及4个轴承组成，轴系总长12.80m，质量15.35t，轴系通过22kW电机驱动，最大转速可达250r/min。应变数据无线采集系统的发射端采用MicroStrainV-Link-200、接收基站采用LORDMicroStrainWSDA-Base-LXRS，可实现轴系运转工况下应变数据的远程快速获取，分辨率为±1με，精度为±1%，传输距离70m。图1大型轴系实验台在每个轴承座下安装4个压力传感器，如图2所示，能够直接测量轴承实际负荷，以便与测量方法推算的轴承负荷进行比较验证。图2轴承下部的压力传感器2大型轴系运转工况下轴承负荷测量原理2.1动态应变及对应角度的测量原理为了计算轴系运转过程中的轴承负荷，必须确定轴截面在受力状态下的应变和其所对应的角度[5-6]。设应变数据无线采集装置采样频率为sF，轴系转速为N，r/s，则每圈采集点数为snF/N。圈数标定器从竖直正上方开始标记，轴系顺时针转动。当sF足够大时，可以近似认为n为整数。如图3所示，应变片从正上方时刻开始采集数据，等时间间隔，采集信号时应变片转动的位置分别对应为：12nG、G、、G点，对应的应变值为：12n、、、。具体布置如图3所示。图中角为最大应变对应的角度。图3应变片测点位置分布设最大?
测量方法进行了验证和分析。1大型轴系实验台为了对大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法进行研究，设计并搭建了大型轴系实验台，如图1所示。实验台由3个轴段及4个轴承组成，轴系总长12.80m，质量15.35t，轴系通过22kW电机驱动，最大转速可达250r/min。应变数据无线采集系统的发射端采用MicroStrainV-Link-200、接收基站采用LORDMicroStrainWSDA-Base-LXRS，可实现轴系运转工况下应变数据的远程快速获取，分辨率为±1με，精度为±1%，传输距离70m。图1大型轴系实验台在每个轴承座下安装4个压力传感器，如图2所示，能够直接测量轴承实际负荷，以便与测量方法推算的轴承负荷进行比较验证。图2轴承下部的压力传感器2大型轴系运转工况下轴承负荷测量原理2.1动态应变及对应角度的测量原理为了计算轴系运转过程中的轴承负荷，必须确定轴截面在受力状态下的应变和其所对应的角度[5-6]。设应变数据无线采集装置采样频率为sF，轴系转速为N，r/s，则每圈采集点数为snF/N。圈数标定器从竖直正上方开始标记，轴系顺时针转动。当sF足够大时，可以近似认为n为整数。如图3所示，应变片从正上方时刻开始采集数据，等时间间隔，采集信号时应变片转动的位置分别对应为：12nG、G、、G点，对应的应变值为：12n、、、。具体布置如图3所示。图中角为最大应变对应的角度。图3应变片测点位置分布设最大应变值为a，由于转速恒定，因此采集的数据点是等间隔的，以应变片位于垂直正上方为0°角标定起始位置，则当应变片转动到任意转动位置iG时转动的角度为s2π1iNiF则任意转动位置iG处的应变i为
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小波变换的心电信号处理[J]. 尚宇,武小燕. 微处理机. 2016(01)
[2]基于顶举法的船舶推进轴系负荷测试方法研究[J]. 张利军. 机电设备. 2014(01)
[3]小波变换模极大去噪法在无线电引信信号处理中的应用[J]. 李月琴,栗苹,闫晓鹏,陈慧敏. 兵工学报. 2008(10)
[4]小波变换思想及其在信号处理中的应用[J]. 亓丽梅,李晓峰,张国柱. 电子科技大学学报. 2008(03)
[5]用顶升法检测轴系安装的质量[J]. 余道辉. 船舶设计通讯. 2007(01)
[6]小波变换去噪方法在无线电引信信号处理中应用的研究[J]. 单剑锋,崔占忠,司怀吉. 北京理工大学学报. 2005(03)
[7]船舶轴系动态弯曲应变的测量与分析[J]. 陈泽智,陈明,王传溥,张天元,张洪田,刘志刚. 武汉造船. 2000(03)
硕士论文
[1]船舶推进轴系动态负荷测试关键技术研究[D]. 樊荣.大连理工大学 2016
[2]大型船舶推进轴系负荷测量及调整关键技术研究[D]. 王飞翔.大连理工大学 2016
[3]基于轴心轨迹的船舶轴系校中状态评价[D]. 张金龙.大连海事大学 2012
本文编号：3289866
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(10)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
db3小波3层分解示意图
68实验技术与管理下轴承的实际负荷存在一定的误差。因此，本文对大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法进行了研究，设计并制作了大型轴系实验台，基于电阻应变片的测量原理，制定了测量方案，建立了测量系统，利用轴系实验台对测量结果和测量方法进行了验证和分析。1大型轴系实验台为了对大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法进行研究，设计并搭建了大型轴系实验台，如图1所示。实验台由3个轴段及4个轴承组成，轴系总长12.80m，质量15.35t，轴系通过22kW电机驱动，最大转速可达250r/min。应变数据无线采集系统的发射端采用MicroStrainV-Link-200、接收基站采用LORDMicroStrainWSDA-Base-LXRS，可实现轴系运转工况下应变数据的远程快速获取，分辨率为±1με，精度为±1%，传输距离70m。图1大型轴系实验台在每个轴承座下安装4个压力传感器，如图2所示，能够直接测量轴承实际负荷，以便与测量方法推算的轴承负荷进行比较验证。图2轴承下部的压力传感器2大型轴系运转工况下轴承负荷测量原理2.1动态应变及对应角度的测量原理为了计算轴系运转过程中的轴承负荷，必须确定轴截面在受力状态下的应变和其所对应的角度[5-6]。设应变数据无线采集装置采样频率为sF，轴系转速为N，r/s，则每圈采集点数为snF/N。圈数标定器从竖直正上方开始标记，轴系顺时针转动。当sF足够大时，可以近似认为n为整数。如图3所示，应变片从正上方时刻开始采集数据，等时间间隔，采集信号时应变片转动的位置分别对应为：12nG、G、、G点，对应的应变值为：12n、、、。具体布置如图3所示。图中角为最大应变对应的角度。图3应变片测点位置分布设最大?
测量方法进行了验证和分析。1大型轴系实验台为了对大型轴系运转工况下轴承负荷测量方法进行研究，设计并搭建了大型轴系实验台，如图1所示。实验台由3个轴段及4个轴承组成，轴系总长12.80m，质量15.35t，轴系通过22kW电机驱动，最大转速可达250r/min。应变数据无线采集系统的发射端采用MicroStrainV-Link-200、接收基站采用LORDMicroStrainWSDA-Base-LXRS，可实现轴系运转工况下应变数据的远程快速获取，分辨率为±1με，精度为±1%，传输距离70m。图1大型轴系实验台在每个轴承座下安装4个压力传感器，如图2所示，能够直接测量轴承实际负荷，以便与测量方法推算的轴承负荷进行比较验证。图2轴承下部的压力传感器2大型轴系运转工况下轴承负荷测量原理2.1动态应变及对应角度的测量原理为了计算轴系运转过程中的轴承负荷，必须确定轴截面在受力状态下的应变和其所对应的角度[5-6]。设应变数据无线采集装置采样频率为sF，轴系转速为N，r/s，则每圈采集点数为snF/N。圈数标定器从竖直正上方开始标记，轴系顺时针转动。当sF足够大时，可以近似认为n为整数。如图3所示，应变片从正上方时刻开始采集数据，等时间间隔，采集信号时应变片转动的位置分别对应为：12nG、G、、G点，对应的应变值为：12n、、、。具体布置如图3所示。图中角为最大应变对应的角度。图3应变片测点位置分布设最大应变值为a，由于转速恒定，因此采集的数据点是等间隔的，以应变片位于垂直正上方为0°角标定起始位置，则当应变片转动到任意转动位置iG时转动的角度为s2π1iNiF则任意转动位置iG处的应变i为
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小波变换的心电信号处理[J]. 尚宇,武小燕. 微处理机. 2016(01)
[2]基于顶举法的船舶推进轴系负荷测试方法研究[J]. 张利军. 机电设备. 2014(01)
[3]小波变换模极大去噪法在无线电引信信号处理中的应用[J]. 李月琴,栗苹,闫晓鹏,陈慧敏. 兵工学报. 2008(10)
[4]小波变换思想及其在信号处理中的应用[J]. 亓丽梅,李晓峰,张国柱. 电子科技大学学报. 2008(03)
[5]用顶升法检测轴系安装的质量[J]. 余道辉. 船舶设计通讯. 2007(01)
[6]小波变换去噪方法在无线电引信信号处理中应用的研究[J]. 单剑锋,崔占忠,司怀吉. 北京理工大学学报. 2005(03)
[7]船舶轴系动态弯曲应变的测量与分析[J]. 陈泽智,陈明,王传溥,张天元,张洪田,刘志刚. 武汉造船. 2000(03)
硕士论文
[1]船舶推进轴系动态负荷测试关键技术研究[D]. 樊荣.大连理工大学 2016
[2]大型船舶推进轴系负荷测量及调整关键技术研究[D]. 王飞翔.大连理工大学 2016
[3]基于轴心轨迹的船舶轴系校中状态评价[D]. 张金龙.大连海事大学 2012
本文编号：3289866
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