基本信息
更多>>
企业新闻
FRT1000油膜涡动和震荡试验台应用于大型学校
发布时间：2022-04-29 23:14:48
点击率：
FRT1000油膜涡动和震荡试验台应用于大型学校
使用说明书
VALENIAN 教学设备1
目
录
一、
概述
二、
组成及技术参数
三、
安装与一般操作
（一）
轴承座的安装
（二）
转子与轴的安装
（三）
平衡螺钉的安装
（四）
联轴节的使用和安装
（五）
转速测量（键相）传感器的安装
（六）
电涡流传感器的安装
（七）
摩擦螺钉架的使用
四、 典型试验的操作
（一）
振动观察（临界转速和质量不平衡）
（二）
摩擦
（三）
涡动与油膜振荡
1、
涡动
2、
油膜振荡
（四）自由转子扰动
五、
维护与保养
六、
运输和贮存
七、
订货须知
附
录
调速器使用说明2
一 、概 述
本 转 子 柔 性 转 子 实 验 台 是 一 种 用 来 模 拟 旋 转 机 械 振 动 的 试 验 装 置 。 主 要
用 于 实 验 室 验 证 挠 性 转 子 轴 系 的 强 迫 振 动 和 自 激 振 动 特 性 。 它 能 有 效 地 再 现
大 型 旋 转 机 械 所 产 生 的 多 种 振 动 现 象 。 通 过 不 同 的 选 择 改 变 转 子 转 速 、 轴 系
刚 度 、 质 量 不 平 衡 、 轴 承 的 摩 擦 或 冲 击 条 件 以 及 联 轴 节 的 型 式 来 模 拟 机 器 的
运 行 状 态 ， 由 配 置 的 检 测 仪 表 来 观 察 和 记 录 其 振 动 特 性 。 因 此 ， 本 试 验 台 为
专 门 从 事 振 动 测 试 、 振 动 研 究 及 大 专 院 校 有 关 实 验 室 提 供 了 有 效 而 方 便 的 实
验 手 段 。
我 公 司 有 电 涡 流 传 感 器 、 光 电 传 感 器 及 动 平 衡 分 析 仪 等 几 种 测 试 仪 表 与
试 验 台 配 套 ， 使 实 验 能 很 方 便 地 描 绘 出 波 特 图 （ 幅 频 和 相 频 特 性 曲 线 ） 、 振
型 圆 、 轴 心 轨 迹 图 、 频 谱 图 、 趋 势 图 、 轴 中 心 位 置 图 及 升 速 率 图 。
二 、 组 成及 技 术参 数
本 试 验 台 采 用 直 流 并 励 电 动 机 驱 动 方 案 ，电 机 轴 经 联 轴 器 直 接 驱 动 转 子 ，
结 构 简 单 、调 速 范 围 宽 ，且 平 稳 可 靠 。 电 机 额 定 电 流
2. ，输 出 功 率 250W。
调 速 器 将 220VAC 电 源 整 流 供 电 机 励 磁 电 压 ， 同 时 经
调 压 器 调 压 并 整 流 后 供
电 机 电 枢 电 流 ， 手 动 调 整 调 压 器 输 出 电 压 可 实 现 电 机
0～ 10000rpm 范 围 的 无
级 调 速 ， 升 速 率 可 达 800rpm/min。
FRT-3 型 是 由 产 品 代 号 （ FRT） +跨 数 组 成 。
试 验 台 长
1200mm， 宽 108mm， 高 145mm， 质 量 约 45kg。
转 轴 直 径
均 为 Ф 9.5mm， 有 两 种 长 度 规 格 ： 320mm 轴 3 根 、 500mm 油 膜
振 荡 专 用 轴 1
根 ； 大 挠 曲 不 超 过 0.03mm；沿 轴 的 轴 向 任 何 部 位 均 可 选 作 试
验 中 的 支 承 点 。
共 配 有 六 只 转 子 ， 分 为 两 种 规 格 ： Ф 76× 25mm 和 Ф 76× 19mm， 质 量 分
别 为 800g 和 600g， 可 根 据 实 验 需 要 选 用 。
配 有 刚 性 联 轴 节 和 半 挠 性 联 轴 节 供 选 用 。
试 验 台 多 可 安 装 三 跨 转 子 ， 用 Ф 8 涡 流 传 感 器 测 量 ， 测 点 数 随 转 子 数
而 定 ， 每 个 转 子 可 安 装 x 及 y 方 向 各 一 个 测 点 。
试 验 临 界 转 速 因 跨 度 、 转 子 质 量 及 位 置 等 因 素 而 各 异 ， 参 考 数 据 如 下 ：
使 用 320mm 转 轴 ，跨 度 为 250mm，当 一 根 轴 上 安 装 两 个 转 子 时 ，其 一 阶
临 界 转 速 约 为 4400rpm。
使 用 500mm 转 轴 时 ， 安 装 两 个 转 子 ， 其 一 阶 临 界 转 速 约 为 2400rpm；
试 验 台 基 本 配 置 如 图 1 所 示 。
涡 动 和 油 膜 振 荡 试 验 配 置 如 图 2 所 示 。
试 验 台 调 速 器 的 使 用 ， 见 附 录 说 明 。
三 、 安 装与 一 般操 作
装 配 后 的 试 验 台 应 水 平 放 置 在 刚 度 较 好 且 支 撑 稳 定 的 水 平 平 台 上 ， 底 座
下 面 宜 垫 以 较 厚 实 的 橡 皮 垫 。 通 常 试 验 台 无 需 特 殊 固 定 。
根 据 试 验 目 的 可 将 试 验 台 组 装 成 几 种 不 同 型 式 。 几 种 基 本 型 式 可 用 于 ：
1． 验 证 质 量 不 平 衡 等 引 起 的 振 动 ；3
2． 验 证 油 膜 振 荡 理 论 ；
3． 验 证 自 由 转 子 扰 动 ；
4． 摩 擦 影 响 。
图 1
模 拟 试 验 台 基 本 配 置
（ 一 ） 、 轴 承 座 的 安 装
本 试 验 台 轴 的 支 承 均 采 用 滑 动 轴 承 ， 安 装 轴 承 座 时 ， 应 注 意 方 向 一 致 ，
应 认 定 有 轴 承 盖 的 一 面 一 律 朝 向 电 机 方 向 。 使 用 M5 内 六 角 螺 钉 和 T 型 块 固
紧 轴 承 座 ， 其 轴 向 位 置 按 需 要 而 定 。 轴 承 座 内 的 轴 承 不 宜 随 意 拆 卸 ， 以 防 止
降 低 精 度 或 损 坏 零 件
（ 二 ） 、 转 子 与 轴 的 安 装
转 子 在 轴 上 的 固 定 采 用 锥 套 式 锁 紧 方 式 。 固 紧 时 ， 借 助 于 专 用 扳 手 上 两
柱 销 插 入 锁 紧 螺 母 孔 内 ， 右 旋 螺 母 即 可 。 反 之 ， 若 要 使 转 子 与 轴 松 开 ， 则 用
扳 手 左 旋 螺 母 ， 松 开 后 ， 转 子 在 轴 上 可 任 意 移 动 或 拆 卸 。4注 意 ： 当 用 手 握 紧 转 子 外 圆 固 紧 或 松 开 转 子 时 ， 必 须 小 心 ， 切 莫 用 力 压
转 轴 ， 以 避 免 轴 受 过 大 的 横 向 力 而 弯 曲 ， 造 成 永 久 变 形 。 同 理 ， 当 欲 把 轴 从
联 轴 节 内 拉 出 或 与 联 轴 节 固 紧 以 及 把 轴 穿 过 转 子 时 ， 为 防 止 轴 承 和 轴 过 度 受
力 和 可 能 的 损 坏 ， 施 力 必 须 保 持 轴 与 轴 承 基 本 成 一 水 平 线 。
安 装 转 轴 时 ， 宜 先 从 外 侧 轴 承 孔 穿 入 ， 并 依 次 装 上 转 子 ， 再 穿 过 内 侧 轴
承 孔 直 至 与 联 轴 节 配 合 、 固 紧 。 插 入 联 轴 节 时 ， 轴 端 面 与 联 轴 节 的 铰 链 柱 之
间 应 留 有 一 定 间 隙 。
试 验 需 要 转 子 悬 伸 时 ， 应 使 悬 伸 转 子 内 侧 面 与 外 轴 承 座 外 侧 面 之 间 的 距
离 不 超 过 25mm， 同 时 在 转 子 外 侧 必 须 安 装 摩 擦 螺 钉 架 保 护 ， 如 图 3 所 示 。
（ 三 ） 、 平 衡 螺 钉 的 安 装
为 便 于 转 子 动 平 衡 ， 在 每 个 转 子 两 侧 面 加 工 有 周 向 平 衡 槽 。 使 用 标 准 的
M2 螺 钉 和 螺 母 作 为 平 衡 配 重 。 每 一 套 螺 钉 约 重 0.3ｇ 。 周 向 槽 侧 均 刻 有 角 度
刻 度 、 转 子 质 量 及 平 衡 配 重 位 置 半 径 R＝ 33， 以 方 便 平 衡 计 算 。
转 子 上 的 螺 钉 不 得 任 意 拆 卸 。
（ 四 ） 、 联 轴 节 的 使 用 与 安 装
本 试 验 台 可 使 用 刚 性 联 轴 节 和 半 挠 性 联 轴 节 。 刚 性 联 轴 节 主 要 用 于 验 证 轴 承
座 不 对 中 及 某 跨 间 转 子 动 不 平 衡 量 、 扰 动 力 对 另 一 跨 转 子 的 影 响 。 由 于 这 些 试 验
或 要 求 把 其 中 一 轴 承 座 垫 高 ， 或 要 求 有 较 大 的 动 不 平 衡 力 ， 这 都 将 容 易 加 剧 轴 颈
和 轴 承 的 磨 损 ， 因 此 应 尽 可 能 地 缩 短 试 验 运 转 时 间 。 如 做 转 子 扭 转 振 动 试 验 ， 则
须 在 保 证 转 子 或 附 加 测 量 齿 轮 平 衡 的 条 件 下 使 用 刚 性 联 轴 节 。 对 于 使 用 半 挠 性 联
轴 节 ， 则 无 严 格 的 限 制 。 注 意 ： 半 挠 性 联 轴 节 轴 销 处 ， 不 需 加 任 何 润 滑 剂 。
（ 五 ） 转 速 测 量 （ 键 相 ） 传 感 器 的 安 装
用 数 字 转 速 计 测 量 转 子 的 转 速 ， 可 使 用 电 涡 流 传 感 器 或 光 电 传 感 器 探 头
作 为 转 速 计 的 输 入 信 号 源 。 用 涡 流 传 感 器 探 头 时 ， 轴 上 必 须 装 专 用 涡 流 键 相
套 （ 作 为 特 殊 附 件 订 货 ） ； 用 光 电 传 感 器 探 头 时 ， 轴 上 一 般 粘 贴 一 定 宽 度 的
56
反 光 铝 箔 ， 转 子 每 转 一 周 输 出 一 个 脉 冲 信 号 ， 此 信 号 既 用 于 转 速 计 量 ， 又 作
为 测 量 相 位 角 的 参 考 标 志 ， 因 此 这 样 使 用 的 传 感 器 又 称 之 为 键 相 器 。
本 公 司 生 产 的 光 电 传 感 器 使 用 时 其 探 头 端 面 与 被 测 表 面 之 间 的 距 离 为
20～ 50mm， 电 源 电 压 为
12VDC。 使 用 时 ， 请 按 下 列 步 骤 操 作 ：
1、用 502 胶 把 5mm
宽 、20mm 长 的 铝 箔 作 反 光 材 料 沿 轴 向 粘 贴 于 电 机 联
轴 节 套 的 凹 槽 中 ， 注 意 粘 贴 牢 固 ， 不 致 因 转 速 高 时 飞 脱 。 铝 箔 表 面 应 平 整 不
得 有 皱 折 ；
2、 把 光 电 传 感 器 探 头 安 装 在 电 机 座 的 传 感 器 支 架 上 ， 使 光 电 传 感 器 两 只
微 型 接 收 发 射 管 呈 水 平 方 向 对 准 联 轴 节 套 上 铝 箔 标 记 ；
3、接 通 光 电 传 感 器 与 有 关 测 振 仪 器 及 电 源 的 连 线 ，开 启 仪 表 于 工 作 状 态 ；
4、 启 动 电 机 使 其 低 速 运 转 ， 调 整 光 电 头 与 铝 箔 标 记 的 距 离 ， 至 有 正 常 的
光 电 信 号 输 出 ， 固 紧 光 电 传 感 器 。
（ 六 ） 电 涡 流 传 感 器 的 安 装
电 涡 流 传 感 器 用 来 测 量 轴 对 轴 承 座 的 相 对 位 移 或 振 动 。 本 试 验 台 共 配 三
只 涡 流 传 感 器 支 架 ，其 上 都 有 两 个 互 相 垂 直（ 沿 x、y 轴 ）的 Φ 10.5 孔 ，用 来
安 装 Φ 8 涡 流 传 感 器 探 头 ，可 根 据 需 要 将 传 感 器 探 头 安 装 于 转 子 赤 道 平 面 内 。
安 装 前 ， 先 检 查 转 子 外 径 的 跳 动 量 ， 然 后 按 如 下 步 骤 操 作 ：
1、 固 定 传 感 器 支 架 于 所 需 位 置 ， 使 探 头 安 装 孔 中 心 线 沿 转 子 法 线 方 向 ；
2、 装 上 x、 y 方 向 的 传 感 器 探 头 ；
3、 分 别 将 探 头 与 前 置 器 、 前 置 器 与 测 量 仪 表 之 间 的 连 线 接 好 ；
4、 接 通 仪 表 及 传 感 器 电 源 ， 使 呈 工 作 状 态 ；
5、 调 整 探 头 前 端 面 与 转 子 外 表 面 间 的 距 离 ， 使 其 约 等 于 传 感 器 线 性 范 围
（ 0.25～ 2.3mm） 的 中 间 值 ， 或 调 至 前 置 器 输 出 电 压 –12V 左 右 ；
6、 借 助 于 两 个 M10× 1 六 角 螺 母 紧 固 探 头 ；
7、 低 速 启 动 转 子 ， 检 查 有 无 输 出 信 号 及 信 号 是 否 正 常 。
（ 七 ） 摩 擦 螺 钉 架 的 使 用
摩 擦 螺 钉 架 有 两 个 功 能 ： 一 是 用 于 验 证 在 各 种 摩 擦 状 态 下 的 转 子 特 性 ；
二 是 在 悬 伸 转 子 状 态 限 制 轴 的 大 径 向 跳 动 ， 起 一 定 的 安 全 保 护 作 用 。
摩 擦 试 验 时 ， 首 先 按 照 所 需 位 置 固 紧 摩 擦 螺 钉 架 ， 然 后 启 动 电 机 使 在 所
需 转 速 运 转 ， 仔 细 地 调 进 摩 擦 螺 钉 ， 在 有 关 仪 器 上 观 察 到 冲 击 信 号 后 ， 即 锁
紧 翼 形 防 松 螺 母 。
注 意 ： 由 于 连 续 或 间 断 地 摩 擦 都 将 损 伤 机 械 ， 因 此 ， 为 试 验 建 立 摩 擦 状
态 应 格 外 小 心 ， 其 摩 擦 试 验 只 允 许 短 时 间 进 行 ， 一 般 不 超 过 30 秒 钟 。
四 、 典 型试 验 的操 作
（ 一 ）
振 动 观 察 （ 临 界 转 速 和 质 量 不 平 衡 ）
振 动 试 验 接 线 示 意 如 图 4 所 示 。
按 图 1 基 本 配 置 安 装 试 验 台 ，传 感 器 支 架 上 安 装 x、y 向 涡 流 传 感 器 ，其 探 头
端 面 与 转 子 外 圆 之 间 的 间 隙 按 传 感 器 线 性 范 围 的 中 值 调 整 ； 光 电 传 感 器 安 装
于 正 对 联 轴 节 反 射 标 记 处 。7按 图 4 连 接 传 感 器 与 测 量 仪 器 。 在 检 查 无 误 的 情 况 下 即 可 接 通 电 源 ， 启
动 试 验 台 。 按 照 要 求 逐 渐 增 加 转 子 速 度 ， 可 观 察 到 不 超 出 转 子 试 验 台 操 作 范
围 的 振 动 。 当 转 速 升 到 临 界 转 速 时 ， 振 幅 的 峰 值 大 ， 且 相 位 角 发 生 180°
的 变 化 ， 在 示 波 器 上 看 到 的 轴 心 轨 迹 ， 轨 迹 图 形 上 的 亮 点 （ 键 相 点 ） 在 临 界
转 速 时 其 位 置 变 化 180° 。 由 低 速 到 高 速 变 化 的 振 动 情 况 可 由 绘 图 仪 绘 出 幅
频 及 相 频 特 性 （ 波 特 图 ） 。 。
由 曲 线 可 以 看 出 ：
（ 1） 在 ω <ω k， 且 有 阻 尼 （ 实 际 工 作 状 态 总 有 阻 尼 ） 情 况 下 ， 不 平 衡 相
位 与 振 动 相 位 由 开 始 的 保 持 一 致 到 随 转 速 的 升 高 而 相 位 差 逐 渐 发 生 变 化 。 当
ω =ω k 时 ，不 平 衡 相 位 超 前 振 动 相 位 90° ，转 速 继 续 升 高 ，相 位 差 将 逐 渐 增
大 到 180° ， 即 不 平 衡 相 位 超 前 振 动 相 位 180° 。
（ 2） 当 转 速 很 低 时 ， 即 ω 接 近 零 时 ， 振 幅 接 近 零 ， 因 为 此 时 不 平 衡 离 心
力 极 小 。 当 转 速 超 过 临 界 转 速 很 多 时 ， 振 幅 接 近 于 某 一 稳 定 值 ， 这 就 是 转 子
的 自 动 定 心 。
（ 3） 当 转 速 接 近 临 界 转 速 时 ， 由 于 阻 尼 作 用 ， 振 幅 被 抑 制 成 有 限 值 ， 在
振 动 曲 线 上 形 成 一 个 高 峰 。试 验 可 以 证 明 ，随 着 阻 尼 的 增 大 ，峰 值 越 来 越 低 。
（ 4） 由 于 不 平 衡 离 心 力 总 是 存 在 的 ， 因 此 ， 幅 频 曲 线 一 般 均 出 现 峰 值 ，
峰 值 所 对 应 的 转 速 就 是 临 界 转 速 。 临 界 转 速 附 近 的 高 振 幅 区 称 为 共 振 范 围 。
（ 5） 转 子 振 动 的 相 频 曲 线 和 幅 频 曲 线 ， 从 相 位 和 振 幅 两 个 不 同 的 方 面 反
映 了 转 子 的 振 动 特 性 ， 显 然 这 两 者 之 间 是 密 切 相 关 的 。 正 是 由 于 转 子 的 不 平
衡 相 位 与 由 不 平 衡 所 引 起 的 振 动 相 位 之 间 有 上 述 随 转 速 的 变 化 关 系 ， 才 使 得
转 子 的 振 动 在 临 界 转 速 之 前 ， 随 着 转 速 的 升 高 而 升 高 ， 并 在 临 界 转 速 时 达 到
峰 值 ； 在 转 速 超 过 临 界 转 速 以 后 ， 由 于 不 平 衡 矢 量 与 振 动 矢 量 之 间 的 相 位 差
超 过 90°，就 是 说 ，这 时 由 于 转 子 转 动 而 形 成 的 离 心 力 已 经 开 始 抵 消 由 于 转 子
变 形 而 造 成 的 弓 状 回 转 产 生 的 离 心 力 ， 因 此 越 过 临 界 转 速 以 后 ， 振 幅 开 始 下
降 。 高 于 临 界 转 速 越 多 ， 不 平 衡 相 位 就 越 接 近 于 超 前 转 动 相 位 180° ， 抵 消
作 用 也 越 大 ， 因 此 振 动 也 越 小 ， 运 转 越 加 平 稳 。 当 然 ， 对 于 实 际 机 器 转 子 ，
不 是 简 单 的 单 圆 盘 转 子 ，也 不 是 只 有 一 个 临 界 转 速 ，而 是 具 有 多 个 临 界 转 速 ，
因 此 超 过 第 一 临 界 转 速 后 ， 振 幅 随 转 速 的 升 高 而 降 低 被 限 制 在 一 个 很 有 限 的
转 速 范 围 内 ， 超 过 一 定 转 速 后 ， 振 幅 又 会 由 于 第 二 临 界 转 速 的 存 在 而 开 始 升
高 。
