现场动平衡仪的设计与研究

发布时间：2017-11-03 06:30

  本文关键词：现场动平衡仪的设计与研究

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【摘要】：作为旋转机械的主要激振源,转子不平衡会在转子中引起挠曲、内应力,激发振动以及噪声,从而降低机械装备的工作性能和效率,缩短设备的使用年限,严重的情况下甚至会造成转轴断裂,损坏掉整台机组,威胁到人身安全。因此无论从经济因素还是安全因素考虑,旋转机械的动平衡都具有重要的价值和意义。动平衡分为机上动平衡和现场动平衡。随着科学技术的发展,现场动平衡仪因其便携、价格低廉、操作方便等特点获得了广泛的应用。本文针对现场动平衡软硬件系统进行深入的分析和研究,旨在开发一款用于现场动平衡的便携式仪器。本文首先介绍了旋转机械中不平衡量的来源及表示方法、转子不平衡校正原理等动平衡理论。以此为基础在充分考虑了本次开发的现场动平衡仪应具有的多功能、高精度等技术上的要求外,同时考虑到外观、成本、功耗、便携性、操作方便性等市场上对产品的要求,设计了现场动平衡仪的硬件系统。硬件设计具体包括两方面工作,一是对传感器、控制器、触摸屏等核心部件进行选型,二是对相应硬件电路进行设计。另外研究了现场动平衡信号处理方法,仿真对比了卡尔曼滤波、自适应噪声对消技术、递推DFT算法等噪声抑制、信号提取算法。根据现场动平衡的要求和特点,提出了现场动平衡仪的软件设计方案并进行转速测量、振动信号测量、振动信号处理等模块的开发工作。为了检验所开发的现场动平衡仪的性能和应用效果,分别在实验室以及现场对其进行试验研究。本文最后总结了所开展的全部研究工作,同时指出进一步研究以及改进的方向。
【关键词】：动平衡 转子 现场动平衡仪 信号处理
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH877
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 动平衡技术研究现状与趋势11-13
• 1.3 动平衡理论概述13-17
• 1.3.1 不平衡量的来源与表示13-14
• 1.3.2 不平衡量的校正14-17
• 1.4 现场平衡仪系统设计方案17-18
• 1.5 论文的研究内容和组织结构18-20
• 1.5.1 论文的研究内容18-19
• 1.5.2 论文的组织安排19-20
• 第二章 现场动平衡仪硬件系统设计20-30
• 2.1 硬件电路的功能与组成20
• 2.2 传感器选型与辅助电路20-22
• 2.2.1 振动传感器21
• 2.2.2 鉴相传感器21-22
• 2.3 控制器选型22-23
• 2.4 信号调理电路23-27
• 2.4.1 积分电路23-24
• 2.4.2 增益控制电路24-25
• 2.4.3 跟踪带通滤波电路25-27
• 2.5 A/D转换电路27-28
• 2.6 触摸显示屏28-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第三章 现场动平衡仪信号处理算法研究30-48
• 3.1 引言30
• 3.2 现场动平衡数字滤波的研究30-40
• 3.2.1 扩展卡尔曼滤波器30-33
• 3.2.2 自适应噪声抵消技术33-40
• 3.3 振动信号参数提取算法40-46
• 3.3.1 多重相关分析40-42
• 3.3.2 递推DFT算法42-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 现场动平衡仪软件系统设计48-55
• 4.1 引言48-49
• 4.2 系统各模块软件的实现49-54
• 4.2.1 转速测量49-50
• 4.2.2 振动信号测量与显示50-52
• 4.2.3 双面动平衡校正52-53
• 4.2.4 许用不平衡量计算53-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 现场动平衡仪性能测试55-62
• 5.1 引言55
• 5.2 现场动平衡仪功能性测试55-58
• 5.2.1 试验目的与方法55
• 5.2.2 试验装置55
• 5.2.3 试验过程55-56
• 5.2.4 试验结果与分析56-58
• 5.3 现场动平衡仪现场测试58-61
• 5.3.1 试验目的与方法58
• 5.3.2 试验过程58-59
• 5.3.3 试验结果与分析59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 工作总结62-63
• 6.2 工作展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间发表论文和专利68-69
• 附件69

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2 赵鑫;基于单片机的现场动平衡仪的研究与开发[D];太原理工大学;2010年

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本文编号：1135063