LMS – 扭轉(zhuǎn)振動測試解決方案

1、孫衛(wèi)青孫衛(wèi)青 LMS CLMS 扭轉(zhuǎn)振動測試分析解決方案扭轉(zhuǎn)振動測試分析解決方案扭振產(chǎn)生的根源扭振產(chǎn)生的根源旋轉(zhuǎn)機械的交變載荷或不平衡旋轉(zhuǎn)機械的交變載荷或不平衡由旋轉(zhuǎn)機械動平衡動平衡問題或載荷交變載荷交變所產(chǎn)生的慣性力矩所造成：本質(zhì)上是周期性的扭矩不平衡表現(xiàn)為傳動軸轉(zhuǎn)速的瞬態(tài)波動及不規(guī)則動態(tài)扭轉(zhuǎn)扭振大小隨轉(zhuǎn)速變化較大的扭振會由動態(tài)剪切應(yīng)力造成軸的疲勞斷裂扭振測試原理扭振測試原理tAmplitude Shaft 1 Shaft 2 Proximity probe Pulse type signals Accelerometers 將脈沖信號在時域進(jìn)行記錄，并在線計算得到每個脈沖間的瞬態(tài)轉(zhuǎn)動速度，

2、得到瞬態(tài)轉(zhuǎn)速時域波形與其它動態(tài)模擬信號（如振動或聲學(xué)信號）同步采集，進(jìn)行重采樣。扭振測試用傳感器扭振測試用傳感器k HzNbr of rotating shafts40 200 1 Mhz1Tacho frequency20 脈沖速率 = 轉(zhuǎn)動頻率 * 每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（PPR）SCM + IE扭振信號的采集處理扭振信號的采集處理 每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（PPR）= 最大分析階次 * 2 （角度域采樣定理） 如：120脈沖/轉(zhuǎn)，最大分析階次為60階 傳統(tǒng)計數(shù)器方法： 脈沖采樣時鐘頻率時鐘頻率 決定 瞬態(tài)轉(zhuǎn)速測試精度精度 LMS專利技術(shù)專利技術(shù)-QTV技術(shù)技術(shù)： 精確測定脈沖觸發(fā)過零位，結(jié)合拉格朗日插值，突破傳統(tǒng)

3、時鐘頻率精度限制，實現(xiàn)高精度扭振測試高精度扭振測試。6 copyright LMS International - 2005扭振信號的采集處理扭振信號的采集處理- 計數(shù)器方法計數(shù)器方法 vs. QTV 技術(shù)技術(shù)7 copyright LMS International - 2005扭振信號的采集處理扭振信號的采集處理- QTV 技術(shù)原理技術(shù)原理QTV 技術(shù)將動態(tài)轉(zhuǎn)速信號的高精度技術(shù)將動態(tài)轉(zhuǎn)速信號的高精度24位位AD轉(zhuǎn)換與革新性的朗格朗日插值技術(shù)巧妙結(jié)合。轉(zhuǎn)換與革新性的朗格朗日插值技術(shù)巧妙結(jié)合。AD232 點拉格朗日點拉格朗日插值插值最終的線性最終的線性內(nèi)插內(nèi)插脈沖脈沖信號信號信號調(diào)理信號調(diào)理抗

4、混疊濾波抗混疊濾波升采樣升采樣連續(xù)的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速信號連續(xù)的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速信號(時域數(shù)據(jù)時域數(shù)據(jù))實際實際 ADC 采樣點采樣點實際實際 ADC 采樣點采樣點升采樣升采樣過零位過零位1-y0y1數(shù)字濾波數(shù)字濾波降采樣降采樣轉(zhuǎn)速跟蹤同步轉(zhuǎn)速跟蹤同步重采樣重采樣.8 copyright LMS International - 2005扭振信號的采集處理扭振信號的采集處理- QTV 技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)器技術(shù)精度對比技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)器技術(shù)精度對比(120 pulses per rev)0.000010.00010.0010.010.11106001000200030004000500060007000800090001

5、0000rpmabsolute errorrpm Absolute Error (Counter 100 MHz)rpm Absolute Error (Counter 40 MHz)rpm Absolute Error QTV10. 0010. 20s1994. 002039. 00Am pl i t uder pm2003. 002036. 00Am pl i t uder pm800300020001200140016001800220024002600r pm0. 001. 401. 000. 500. 100. 200. 300. 400. 600. 700. 800. 901. 1

6、01. 201. 30Am pl i t ude0. 001. 00Am pl i t udeFO r der 2. 00 t or si onal vi br at i on f l ywheel si deFO r der 4. 00 t or si onal vi br at i on f l ywheel si deFO r der 6. 00 t or si onal vi br at i on f l ywheel si de05001002003004005015025035045025Hzt or si onal vi br at i on f l ywheel si de (

7、 DC1)0. 000. 170. 100. 050. 150. 020. 030. 040. 060. 070. 080. 090. 110. 120. 130. 14Am pl i t ude0. 001. 00Am pl i t udeFSpect r um t or si onal vi br at i on f l ywheel si de 2328. 8 r pm0. 0020. 00or derDer i ved O r der ( Tacho1)800. 003000. 00r pmTacho2 ( T2)- 90. 0010. 00dB2. 004. 006. 000. 00

8、500. 00Hzt or si onal vi br at i on f l ywheel si de ( DC1)800. 003000. 00r pmTacho2 ( T2)- 90. 0010. 00dB2328. 80扭振數(shù)據(jù)分析扭振數(shù)據(jù)分析 頻譜特性分析頻譜特性分析各主要階次成分各主要階次成分隨轉(zhuǎn)速的變化隨轉(zhuǎn)速的變化三維譜分析三維譜分析瞬態(tài)轉(zhuǎn)速瞬態(tài)轉(zhuǎn)速隨時間或旋轉(zhuǎn)角度的變化隨時間或旋轉(zhuǎn)角度的變化角速度,角加速度,扭振角,軸扭矩,傳動失效比分析與時間,頻率,角度,階次的關(guān)系另外,還有導(dǎo)出通道計算功能以及時域原始信號后處理功能三維階次譜分析三維階次譜分析扭矩的計算扭矩的計算GdDML)

9、(3244LGdDM32)(44其中： ：扭振角 ：扭矩 ：彈性軸工作長度 ：彈性軸外徑 ：彈性軸內(nèi)徑 ：剪切彈性模量MLDdG2*轉(zhuǎn)速 脈沖 (如. 120 脈沖/轉(zhuǎn))動態(tài)扭矩測試動態(tài)扭矩測試靜態(tài)扭矩測試靜態(tài)扭矩測試扭轉(zhuǎn)剛度扭轉(zhuǎn)剛度K轉(zhuǎn)速脈沖修正功能（轉(zhuǎn)速脈沖修正功能（Time Signal Calculator）刪除多脈沖刪除多脈沖 / 填補脈沖間隔填補脈沖間隔使用脈沖間隔作為絕對鍵相參考使用脈沖間隔作為絕對鍵相參考60-2 teeth wheelInputOutput 1Output 2InputOutput角度域分析（角度域分析（Angle Domian）原理原理在時間域采樣精確測試轉(zhuǎn)速脈沖信號計算角度-時間關(guān)系在角度-時間曲線上確定各采樣點所對應(yīng)的角度根據(jù)各采樣點的角度信息，在角度域重采樣傳統(tǒng)方法 (模擬量系統(tǒng))數(shù)字量系統(tǒng)測試轉(zhuǎn)速脈沖每個脈沖對應(yīng)一個采樣點在角度域等角度采樣t幅值扭振在角度域的分布扭振在角度域的分布傳動帶的傳遞率研究傳動帶的傳遞率研究多轉(zhuǎn)速通道在線扭轉(zhuǎn)振動計算在線計算:傳動帶傳遞率 %傳動帶拉伸傳遞誤差傳動帶/帶輪 線性位移，速度，加速度軸轉(zhuǎn)動角位移，角速度，角加速度軸間相對角位移，角速度，角加速度(2 軸之間)Inc. EncoderCrank Shaft1800 pprOptel-Thevon G7Alternator Pulley60 ppr傳