Zwei-Ebenen-Auswuchten mit LabVIEW PDA und NI CF-6004 Compactflash-Datenerfassungskarte - Nationale

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. Personal Digital Assistant (PDA) Geräte und Compactflash-Datenerfassung (DAQ CF) Karten sind ideal für den Feldausgleich, weil man sich leicht tragen kann. Das PDA-Gerät kann verwendet werden, um die Vibration zu messen und einen Track Record für den Prozess statt Papierarbeiten zu machen. Diese Merkmale würden viel profitieren, da das Ausgleichsfeld könnte schmal und ungeordnet sein.

Diese Zwei-Ebenen-Auswuchten Demo mit LabVIEW PDA Module und NI CF-6004 Compactflash-Datenerfassung für PDAs gebaut. Diese Demo zeigt, wie PDAs verwenden, um die Schwingungen von rotierenden Maschinen zu messen und die Schwingungen durch Auswuchten zu reduzieren. Sie können die Demo-VIs in realen Anwendungen mit einigen einfachen Änderungen am Code verwenden.

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2. Grundlagen der zwei-Ebenen-Auswuchten

Es gibt in der Regel zwei Arten von Unwucht: statische Unwucht und dynamische Unwucht.

Wie in 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 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 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.

3. Hardware-Setup

4 zeigt das mechanische System dieser Demo zur Verfügung gestellt von SpectraQuest, Inc. Das mechanische System wird Maschinenfehlersimulator (MFS) genannt. Es ist so konstruiert, mit speziellen Arten von Lagern, Rotoren mit geteiltem Kragen Enden, eine geteilte Klammer Lagergehäuse, Mehrzweck- Gurtstraffung und Getriebebefestigungsmechanismus, und Hin- und Herbewegen System. Weitere Einzelheiten sind in 5 gezeigt. Zwei Ebenen auf der Welle angebracht sind, aus Aluminium, mit zwei Reihen von Gewindebohrungen alle 20 Grad. Sie können Stahlschrauben als Justiergewichtswert an diesen Löchern leicht installieren. Das kleine Stück reflektierendes Band an der Welle reflektiert den Laser von dem Tachometer, während der restliche Teil der Welle nicht. Wenn sich die Welle dreht, würde das reflektierte Licht, um ein Ein / Aus-Signal bilden, jedes Zyklus entspricht. Zwei Stücke von Magneten Halterung den Beschleunigungsmessern an beiden Lagergehäusen. Diese Verbindungen sind fest genug und einfach durchzuführen.

Wie in 5 gezeigt, sind die Beschleunigungsmesser auf der Oberseite der Lagergehäuse montiert. Das Beschleunigungsmesser ist durch den SCC-ACC01 Accelerometer Eingangsmodule bereitgestellt, die in einen SC-2345 SCC Träger installiert sind. Die Signale werden von dem SCC-ACC01 Modul gepuffert und mit dem Analogeingang Pins (AI1 AI2) der CF-6004 DAQ-Karte. Der Ausgang des Tachometers ist direkt mit AI0, weil das Drehzahlmesser ein aktives Bauelement ist. Alle drei Signale werden die DAQ-Karte in Single-End-Modus mit dem GND-Signal zu AGND der SCC-Fördermaschine verbunden ist. Siehe Abb.6 für die Hardware-Verbindungen.

4. Benutzeroberfläche und Verfahren der Demo

Das Verfahren dieser Demo kann in 5 Stufen getrennt werden, wie in Fug.7 gezeigt. Vor der Messung müssen Sie die Hardware-Verbindungen herstellen und prüfen, ob alle Komponenten, einschließlich den Tachometer, Beschleunigungsmesser, und die CF-6004-Karte, gut zu funktionieren. Sie können bestätigen, ob alles gut auf der Wellenform-Seite des Demo-Programms geht.

8 zeigt die Wellenform-Seite. Diese Seite besteht aus drei Wellenformen, die auf die Signale von dem Tachometer entsprechen, der ersten Beschleunigungssensor und den zweiten Beschleunigungssensor. Tippen Sie auf die Schaltfläche Acquire, um die Datenerfassung zu starten. Die Wellenformen angezeigt werden, nachdem die Software die Daten erfasst. Die Geschwindigkeitsanzeige unter dem Tachometer Graph zeigt die Drehgeschwindigkeit des Rotors. Sie können die Wellenformen verwenden, um zu überprüfen, ob alle Signale richtig angeschlossen sind und der Rotor mit einer konstanten Geschwindigkeit läuft.

Der zweite Schritt ist die anfänglichen Schwingungen zu berechnen. Die erste Seite des Programms zeigt die Anfangsschwingung des Systems unter Test wie in 9 gezeigt. Sie benötigen die durchschnittliche Zeit für den Erfassungsprozess in dieser Seite zu setzen. Sobald der Wert der durchschnittlichen Zeiten eingestellt wird, würde dieser Wert durch die gesamte Ausgleichsmessung verwendet werden. Eine Erhöhung des Wertes der durchschnittlichen Zeiten verbessert die Genauigkeit, aber mehr Zeit in Anspruch nimmt die Messung abzuschließen. Tippen Sie auf die Schaltfläche Acquire, um den Messvorgang zu starten. Die Zahl neben der Acquire-Taste zählt von Null auf den angegebenen Wert der durchschnittlichen Zeiten. Sowohl die Größen und Winkel der Schwingungsvektoren verändern jedesmal, wenn der Zähler erhöht, bis der Wert des Zählers den vorgegebenen Wert der durchschnittlichen Zeiten erreicht.

Abbildung 11 10Figure

Der vierte Schritt ist es, die Schwingungen mit einem Testgewicht zu der zweiten Ebene hinzugefügt zu messen. Die zweite Testseite des Programms ist fast das gleiche wie die erste Tests Seite der Ausnahme, dass das Kalibriergewicht Vektor und die Schwingungsvektoren zu der zweiten Ebene zugeordnet sind. Sie brauchen nicht den Versuch, Gewicht zu setzen, wenn Sie den gleichen Wert wie sie bei der ersten Testseite gefüllt. Das Programm kopiert es aus der ersten Testseite als Standardwert. Aber Sie haben noch die Phase des Testgewicht zu spezifizieren.

Die letzten beiden Schritte sind auf der Lösungsseite. Sobald Sie die Messung in den vorherigen Seiten abgeschlossen haben, können Sie auf dieser Seite wechseln und die Lösungs-Schaltfläche tippen. Die Lösung des Ausgleiches erscheint auf dem Bildschirm. Sie können nach der Lösung, die die Ausgleichsgewichte an das Rotorsystem hinzuzufügen. Tippen Sie auf die Schaltfläche Acquire auf dieser Seite erwerben die Schwingungsvektoren nach dem Auswuchten und vergleichen Sie die Vibration Ergebnisse vor und nach dem Ausgleich.

Die folgenden Tabellen zeigen die Prozesse und Ergebnisse von mehreren Gruppen von Testings. Sie sind alle unter der Drehzahl von 1470 RPM berechnet:
Gruppe 1