Zwei Ebenen Auswuchten Beispiel mit DAQmx - National Instruments
Unbalance ist eine sehr häufige Quelle hoher Vibration, die durch übermäßige Niveaus von Schwingungsamplituden bei einer Frequenz identifiziert wird, die mit Maschinengeschwindigkeit synchron ist. Unausgeglichenheit geschieht, weil die Dichte der Materialien sind uneben; Wellen sind in der Mitte in einem rotierenden System oft erzeugt übermäßige Synchronkräfte Unwucht usw. Gewicht nicht perfekt rund oder nicht genau montiert, dass die Lebensdauer der verschiedenen mechanischen Elemente reduzieren. Daher ist Auswuchten wichtig in der Herstellung und Wartung Prozess der rotierenden Maschinen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
Shop Ausgleich und Auswuchten - Ausgleich wird in der Regel auf zwei Arten erfolgen. Shop Auswuchten montiert die mechanischen Teile auf eine Auswuchtmaschine und Salden jeweils separat Teil. Feldausgleich gleicht die Maschine im Normalbetrieb mit dem Rotor in den Lagern montiert. Große Maschinen, wie Dampfturbinen, Elektromotoren und Generator Armaturen, erfordern oft Feldausgleich. Betriebswuchten Zeiten durchschnittlich 4 Stunden und Preise reichen von $ 60 bis $ 200 pro Stunde. USB zur Erfassung dynamischer Signale (DSA) Geräte mit einem Laptop gekoppelt machen für ein ideales Feld Ausgleichssystem, weil sie tragbar und leicht sind.
Diese Zwei-Ebenen-Balancing-Demo mit LabVIEW und DAQmx gebaut mit einer USB-9234 oder anderer DAQmx basierter dynamischer Signalerfassungskarte verwendet werden. Diese Demo zeigt, wie das Gerät zu verwenden, die Schwingungen von rotierenden Maschinen und reduzieren die Schwingungen durch Auswuchten zu messen. Sie können die Demo-VIs in realen Anwendungen mit einigen einfachen Änderungen am Code verwenden.
2. Download
3. Grundlagen der zwei Ebenen Auswuchten
Es gibt in der Regel zwei Arten von Unwucht: statische Unwucht und dynamische Unwucht.
Wie in Abbildung 1 gezeigt, statische Unwucht tritt auf, wenn der Schwerpunkt eines Rotor Verschiebung von der geometrischen Mitte der dünnen Ebene. In einigen Fällen können Sie den Rotor auf Messerkanten platzieren, und lassen die Schwerkraft den Schwerpunkt bis auf den Boden der Anordnung ziehen statische Unwucht zu erkennen. Die dünnen Ebenen in realen Fällen können Ventilatoren, Schleifscheiben, Riemenscheiben, Schwungräder, Getriebe und so weiter. Sie teilen sich ein gemeinsames Merkmal, dass die Rotoren sehr schmal sind und keine axiale Taumelbewegung. Sie können durch Hinzufügen / Entfernen von Ausgleichsschrauben (oder Schiebegewichte) oder Bohren / Schleifen auf den Rotorelementen statische Unwucht entfernen.
Wie in Abbildung 2 gezeigt, besteht die nächste Stufe der Komplexität der Unwuchtgewichtsfehlverteilung in zwei getrennten geometrischen Ebenen. Sie müssen in zwei Ebenen Ausgleich herzustellen, wenn die Rotoren sind länglich und starr, wie Elektromotoren, Generatoren Armaturen, Maschinenspindeln, Mahlwalzen und so weiter.
Der Beeinflussungskoeffizient wird verwendet, um zu beschreiben, wie das Rotorsystem zu den unsymmetrischen Gewichtsänderungen reagiert. Sobald ein Rotor mit einem Versuchsgewicht installiert eine Änderung in der Schwingungsamplitude oder Phase zu erzeugen, verursachte der Einfluss durch das Probegewicht oder die Einflußkoeffizienten berechnet werden können. Eine einzelne Ebene Gleichgewicht Verfahren wird ein Ausgleichskoeffizient Antwort erzeugen. Mehrfachebenenausgleich wird eine Reihe von Koeffizienten in Abhängigkeit von der Anzahl von Ausgleichsebenen erzeugen. Da die anfängliche Schwingung kann als die Antwort des Rotors auf die anfängliche Massenunwucht betrachtet wird, kann man die Anfangsmasse Unwucht mit der anfänglichen Vibration und die Einflußkoeffizienten berechnen.
Das System in Abbildung 3 gezeigt, ist ein typisches Zwei-Ebenen-Ausgleichssystem. Das gesamte System besteht aus einem Rotor, zwei Lager, zwei Beschleunigungsmesser und einen optischen Drehzahlmesser. Die Beschleunigungsmesser sind an den Lagern montiert und verwendet, um Schwingungssignale zu erhalten. Das Tachometersignal wird verwendet, um die Drehgeschwindigkeit zu berechnen und die Vibrationssignale in jeder Umdrehung synchronisieren.
Unter der Annahme, das Rotorsystem ist ein lineares System, wobei die Antwort an jedem Messpunkt (der Lagerstelle) ist gleich der Vektorsumme der Unwucht Reaktion auf jeder Ebene. Das bedeutet, das Gewicht an der Ebene 1 zu der Schwingung bei Lager 1 sowie die Schwingung an Lager 2.en So erworben erworben beitragen können tut das Gewicht in der Ebene 2. Die grundlegende Beziehung zwischen der Schwingungsantwort und dem Unwuchtgewicht auf den Ebenen können gemeinsam durch eine Gruppe von Sensitivitätsvektoren exprimiert werden. Durch Zugabe einer bekannten Kalibriergewicht an einer bekannten Winkelposition an den Ebenen, und die Messung der Schwingungsantwortvektoren an beiden Lager, können Sie die Empfindlichkeit Vektoren experimentell bestimmen. Sobald Sie die Empfindlichkeit Vektoren herauszufinden, können Sie das anfängliche Unwuchtgewicht auf jeder Ebene berechnen und Korrekturen vorzunehmen. Die Einzelheiten dieses Verfahrens sind in der Anlage eingeführt. Sie können finden Sie im Anhang, wenn Sie mehr über diese Methode wissen wollen.
4. Hardware-Setup
Die mechanischen Verbindungen sind unten in Figur 4. Das Beschleunigungsmesser dargestellt durch die interne Anregung der DSA-Karte mit Energie versorgt werden. Der Tachometer soll ein 0-5 TTL-Impuls sein, die Drehinformationen über das System zur Verfügung stellt.
5. Verwenden der Software
Das Verfahren der Demo ist in Figur 5 oben veranschaulicht. Vor der Ausführung der Software müssen Sie zunächst die Software so konfigurieren, ordnungsgemäß auf der Registerkarte Konfiguration laufen, wie unten in Abbildung 6 gezeigt.
Abbildung 6. Die Konfiguration Tab
Anschließend können Sie das VI sind zu laufen und zu den Wellenform-Registerkarte bewegen über. Auf dieser Registerkarte können Sie die richtigen Signale werden durch Drücken der Taste Acquire vom Tachometer und zwei Beschleunigungssensoren erfasst überprüfen.
Abbildung 7: anfängliche Erfassung von Wellenformen.
Sobald die Signale überprüft wurden, können Sie die Initial Registerkarte seinen Ausgleich bewegen. In diesem Register können Sie die ersten Schwingungen des Systems erwerben. Sie müssen die die Anzahl der Akquisition durchschnittlich setzen, bevor Ihre erste Akquisition nehmen. Dieser Wert wird durch den Prozess durchgeführt werden. Beachten Sie, dass eine höhere Anzahl von Mitteln nimmt Genauigkeit verbessert, sondern erhöht auch die Zeit für den Ausgleich erforderlich. Sobald Sie mit der Anzahl der Mitte zufrieden sind, drücken Sie erneut die Schaltfläche Acquire Ihre Anfangswerte aufzuzeichnen.
Abbildung 8. erstmalige Erfassung des Schwingungspegels der beiden Beschleunigungssensoren.
Der nächste Schritt ist der erste Versuch, Gewicht zu legen. Ein bekanntes Gewicht soll unter einem bekannten Winkel zu der ersten Ebene hinzugefügt werden. Diese Werte sollten jeweils in dem Gewicht und Phase Kontrollen des ersten Test Registerkarte in Gramm und Grad eingegeben werden. Sobald der Wert eingegeben wird, drücken Sie erneut die Taste Acquire die Werte für den ersten Versuch zu erfassen.
Abbildung 9. Der erste Versuch Tab. Der zweite Versuch Tab ist identisch.
6. Links zum Thema
7. Anhang A: zwei Pläne Balancing Theory
Angenommen, eine Art von Gewicht existieren Unwuchten in dem Zwei-Ebenen-System, die folgenden traditionellen Zwei-Ebenen-Vektorgleichungen für die Urunwucht Antwort eines linearen mechanischen System verwenden kann:
woher:
Anfängliche Vibrationsvektor am Lager 1 (GRS, p-p auf Grad)
Anfängliche Vibration Vector auf Lager 2 (GRS, p-p bei Degrees)
Empfindlichkeit bei Vector Lager 1 zu gewichten, in der Ebene 1 (Gramm / GRS p-p auf Grad)
Empfindlichkeit bei Vector Lager 1 zu gewichten, bei Ebene 2 (Gramm / GRS p-p auf Grad)
Empfindlichkeit Vector bei Bearing 2 bis Gewicht in der Ebene 1 (Gramm / GRS p-p auf Grad)
Empfindlichkeit bei Vector Lager 2 zu Gewicht bei Ebene 2 (Gramm / GRS p-p auf Grad)
Massenunwuchtvektor in der Ebene 1 (Gramm bei Degrees)
Massenunwuchtvektor in der Ebene 2 (Gramm bei Degrees)
Um den Einfluss Koeffizienten des Systems zu berechnen, müssen wir einigen Versuch Gewicht an beiden Flugzeugen in den Schwingungsvektoren, die unter verschiedenen Bedingungen zu erhalten. Für ein lineares System, das Hinzufügen (oder Entfernen) ein Kalibriergewicht W1 in der Ebene 1 sollte mich vektoriell mit der vorhandenen Unwucht U1 Summe das folgende neue Paar von Vektorgleichungen zu erzeugen:
woher:
Vibrationsvektor am Lager 1 mit Gewicht W1 in der Ebene 1 (GRS, p-p auf Grad)
Vibrationsvektor am Lager 2 mit Gewicht W1 in der Ebene 1 (GRS, p-p auf Grad)
Kalibriergewicht Vektor in der Ebene 1 (Gramm bei Degrees)
Die Entfernung des Kalibriergewichts in Balance Ebene 1, und einem weiteren Kalibriergewicht W2 am Gleichgewichtsebene 2 erzeugt das folgende Paar von Vektorgleichungen:
woher:
Vibrationsvektor am Lager 1 mit Gewicht W2 bei Ebene 2 (GRS, p-p auf Grad)
Vibrationsvektor am Lager 2 mit Gewicht W2 bei Ebene 2 (GRS, p-p auf Grad)
Kalibriergewicht Vektor in der Ebene 2 (Gramm bei Degrees)
Die sechs obigen Gleichungen enthalten acht bekannten Vektorgrößen: sechs Schwingungsvektoren und zwei Kalibriergewichte. Das Berechnungsverfahren löst zunächst für die vier unbekannte Balance Empfindlichkeit Vektoren und schließlich die beiden Massenunwuchtvektoren berechnet. Der folgende Ausdruck stellt eine allgemeine Lösung für die Balance Empfindlichkeit Vektoren für die Lösung:
In Gleichung (7) gibt den Index m die Messebene, und der Index p bezeichnet die Gewichtsausgleichsebene. Die Kombination der Lösungen für die vier Balance Empfindlichkeitsvektoren innerhalb der ersten Gleichungen (1) und (2) an den beiden Ausgleichsebenen das folgende Ergebnis für die Massenunwucht ergibt: