基于labview的便携式动平衡测试系统研究

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1、EquipmentManufactringTechnologyNO.6，2007基于LabVIEW的便携式动平衡测试系统研究1112唐治宏，刘景能，黄炳琼，卢福宁（1.广西大学机械工程学院，广西南宁530004；2.广西大学实验设备处，广西南宁530004)摘要：介绍了利用虚拟仪器技术开发便携式现场动平衡测试系统的原理和方法，给出了动平衡虚拟仪器测量系统硬件结构和软件设计的思路，详细分析了采用相关滤波实现对现场动不平衡信号幅值和相位提取的方法，实验证明效果良好。关键词：动平衡；虚拟仪器；LabVIEW；相关滤波中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1672-545X(2007)06

2、-0038-03引起旋转机械振动的主要因素是不平衡的转子，是主要的路经过放大、滤波后，经A/D转换送入虚拟仪器软件进行分析激振源，要消除或减少机器的振动应首先考虑动平衡问题。动处理。若转子形状和装载方式如图1所示，则两校正平面不平平衡技术主要有三类：工艺平衡法，现场整机动平衡法和自动衡量的大小：在线平衡法。整机平衡法由于不需要比较昂贵的动平衡设备，!1#f+(f·A-f·C)#LLR#FLB也不需要作结构改造，就能获得较高平衡精度，且可现场完成，#mL==#Rω2Rω2##11成为当前普遍应用的一项技术。"##f-1(f·A-f·C)虚拟仪器测试技术则为开发整机平衡法的现场动平衡仪#RLR#F

3、RB#mR==器提供了有力的工具。虚拟仪器是计算机技术与仪器技术深层##Rω2Rω2$22次结合产生的全新概念的仪器，是计算机资源（处理器、存储式中：器、显示器）和仪器硬件（数/模变换器、模/数变换器、数字输FL、FR不平衡质量产生的离心力；R1、R2不平衡质量的校入输出、定时和信号处理等）与用于数据分析、过程通讯及图形正半径；ω转子转速；fL、fR两支承轴承上承受的动压力。用户界面的软件之间的有效结合。它充分利用了计算机的存储1fL=·vL和计算功能，通过软件实现对输入信号的分析处理。在硬件平k台确立之后，虚拟仪器可通过改变软件的方式来适应不同的要fR=1·vRk求，它的功能灵活、开放，容易

4、与其他外设、网络相连，构成更强大的系统，并可随着计算机技术的发展和用户的需求进行仪器k传感器的灵敏度；vL、vR左、右传感器的输出；A、C左、右校正平面至左、右支承轴承间的距离；B左、右校正平面之间的与系统的升级，在性能维护和灵活组态等多方面都有着传统仪距离。器无法比拟的优点，且投入少，收效大。利用虚拟仪器技术我们一般地，转子装载方式通常有六种，两校正平面不平衡量在PC电脑硬件平台上开发了一套便携式动平衡测试系统，取的大小可归结为四组不同的算式，如果转子的几何参数（A、B、得了很好的效果。C、R1、R2）和平衡转速已确定，则校正平面上应加的校正质量1动平衡的测试原理可以直接测量出来，并可用克数

5、显示。不平衡相位可根据支架轴承处检测出的不平衡振动信号与转子上取得的与工件转速同频的基准相位信号相比较得出。硬支承测力式整体动平衡法的测量原理是根据刚性转子动平衡原理：一个刚性转子总可以在不与转子重心相重合的、同时与旋转轴线垂直的两个校正平面上，加上(或减去)适当的重量来达到动平衡，转子旋转时支架上的轴承受到了“不平衡力”的交动压力，包含着“不平衡量”大小和相位信息。不平衡量的大小和相位信息可以被检测出来，图1为测量原理示意图。1.1不平衡量的大小和相位当测量传感器是磁电传感器，安装在转子两支承处，则转子不平衡的振动信号经传感器转换为电压信号，输入预处理电图1硬支撑动平衡测试原理示意图收稿日期

6、：2007-04-21作者简介：唐治宏（1964.6—），实验师，研究方向：检测与控制技术。38《装备制造技术》2007年第6期1.2不平衡振动幅值和相位的检测器软件采用图形化的编程语言G语言在美国NI公司的Lab-实际测量中，传感器检测输出的信号是一个合成信号：VIEW7.1实验室虚拟仪器工作平台上开发。LabVIEW应用程N序采用模块化编程技术，通过把复杂任务按功能模块分解并编U=![Aicos（ωt+φi）+n（it）]制相应的子程序，实现虚拟仪器软件的层次性和模块化,这使j=1得代码封装良好,程序易于调试,理解和维护。开发出的虚拟仪式中：Ai——幅值，ω——频率，φi——相位，n（it

7、）——器软件可以在LabVIEW环境下运行，也可以被编译为独立的干扰信号。可执行文件。软件系统总体模块组成如图3所示。合成信号构成的振动波形是比较复杂的，可考虑采用互相关处理对其进行分解和提取。即将合成信号与作为基准的光电脉冲信号进行互相关分析来滤波分离。T2Rxy="X（t）Y（t+τ）dtT0式中：X（t）——合成信号，Y（t）——基准信号，T——周期，t、τ——时间变量。根据相关分析原理，对