臨界轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)

臨界轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1、了解臨界轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)和影響因素；
2、觀察轉(zhuǎn)軸在通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的現(xiàn)象；
3、理解剛性軸與撓性軸的概念及設(shè)計(jì)規(guī)定；
4、掌握臨界轉(zhuǎn)速的測(cè)試方法并測(cè)定轉(zhuǎn)軸臨界轉(zhuǎn)速；
5、驗(yàn)證臨界轉(zhuǎn)速的理論計(jì)算方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理
若轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度與轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)的固有圓周頻率相重合，則轉(zhuǎn)子發(fā)生強(qiáng)烈的共振導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的破壞，轉(zhuǎn)子與此相應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，一旦遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子運(yùn)行平穩(wěn)不發(fā)生振動(dòng)。故對(duì)設(shè)計(jì)和操作者來說，使離心壓縮機(jī)、離心泵燈葉輪機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速，對(duì)確保機(jī)器工作的安全具有重要意義。
由分析轉(zhuǎn)子橫向彎曲振動(dòng)可知，轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)的臨界轉(zhuǎn)速有1、2、……i階個(gè)，各階臨界轉(zhuǎn)速大致是隨i2增大。由于實(shí)際的轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速不會(huì)太大，所以大多關(guān)注轉(zhuǎn)子的第1、2階臨界轉(zhuǎn)速。為確保機(jī)器運(yùn)行的安全性，要求工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離第1、2階臨界轉(zhuǎn)速，校核條件為：
對(duì)剛性轉(zhuǎn)子：
對(duì)柔性轉(zhuǎn)子：
為了防止可能出現(xiàn)的軸承油膜振蕩，工作轉(zhuǎn)速應(yīng)低于二倍的第一階臨界轉(zhuǎn)速，即：
對(duì)于柔性轉(zhuǎn)子，要求機(jī)器在啟動(dòng)、運(yùn)行或停車過程中，盡快越過第一階臨界轉(zhuǎn)速，決不允許在附近停留，否則轉(zhuǎn)子將因劇烈振動(dòng)而遭到破壞。
多轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，自由度較多，目前較普遍采用能量法。能量法是一種近似解法而不是理論上的精確解法，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可行，計(jì)算雙支點(diǎn)和多個(gè)集中載荷轉(zhuǎn)子的一階轉(zhuǎn)速比較方便，做為工程計(jì)算 已足夠精確。
光電轉(zhuǎn)速傳感器是利用光電變換原理，它基于周期性變換光電元件（如光電池、光敏電阻、光敏晶體管等）受光強(qiáng)弱，而產(chǎn)生與被測(cè)軸轉(zhuǎn)速成比列的電脈沖信號(hào)。采用單頭反射式傳感器，在測(cè)量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速時(shí)，在被測(cè)軸上設(shè)置反光記號(hào)，由光源發(fā)生的光線，經(jīng)聚光鏡聚焦折射成平行光束，照射到斜置45°的半透膜鏡，部分光線由半透膜鏡反射經(jīng)聚光鏡投射到被測(cè)軸上，當(dāng)被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，投射到轉(zhuǎn)軸上的光點(diǎn)遇到軸上的反光記號(hào)時(shí)，產(chǎn)生反射光線反射經(jīng)聚光鏡、半透膜鏡及聚光鏡投射到光敏管上，使光敏管感光。于是轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，光敏管間斷地交替感光，從而產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，經(jīng)適當(dāng)放大處理，將信號(hào)輸入到數(shù)字式頻率計(jì)，便可讀到比例于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的數(shù)值。若被測(cè)軸上的反光記號(hào)只有一個(gè)，則脈沖頻率等于轉(zhuǎn)速，若被測(cè)軸上有兩個(gè)反光記號(hào)，則脈沖頻率等于兩倍轉(zhuǎn)速，依此類推 。
光電傳感器的特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，對(duì)被測(cè)軸不增加負(fù)載，測(cè)量精度比較高，但它在信號(hào)脈沖頻率較高時(shí)，有脈沖信號(hào)減弱的缺點(diǎn)。光電轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量范圍在30r/min～48k r/min之間，一般使用溫度在0～40℃。

三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
DT2234A型數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速測(cè)試儀，臨界轉(zhuǎn)速測(cè)量試驗(yàn)裝置

四、實(shí)驗(yàn)步驟
??? 1、觀察與測(cè)量臨界轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置提供的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的等效系統(tǒng)；
2、熟悉光電轉(zhuǎn)速測(cè)試儀的基本使用方法；
3、開啟電源，緩慢增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象并進(jìn)行判斷，注意到振動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn)3次則馬上降低轉(zhuǎn)速；
4、重新將轉(zhuǎn)子加速，并利用光電轉(zhuǎn)速測(cè)試儀進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的測(cè)量；
5、重復(fù)測(cè)量2～3次；
5、實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電機(jī)。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、討論