《故障诊断技术》实验指导书

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1、实验一滑动轴承油膜涡动和油膜振荡—、实验目的1、认识滑动轴承发生油膜涡动、油膜振荡的现彖；2、观察转子发生油膜涡动、油膜振荡振动幅值和相位以及轴心轨迹的变化情况；3、分析转子系统发生油膜涡动、油膜振荡的规律及特点；二、实验仪器INV1612型多功能柔性转子实验台、数显式调速器、光电传感器、电涡流传感器、振动传感器、INV306U-5164采集仪、INV多功能滤波放大器、分析软件。三、实验原理油膜涡动：对于滑动轴承受到动载荷时，轴颈会随着载荷的变化而移动位置。移动产生惯性力，此时，惯性力也成为载荷，且为动载荷，取决于轴颈本身的移动。轴颈轴承在外载荷作用下，轴颈中心相对于轴承中心偏移一

2、定的位置而运转。当施加一扰动力，轴颈中心将偏离原平衡位置。若这样的扰动最终能回到原来的位置或在一个新的平衡点保持不变，即此轴承是稳定的；反Z,是不稳定的。后者的状态为轴颈中心绕着平衡位置运动，称为“涡动”。涡动可能持续下去，也可能很快地导致轴颈和轴承套的接触。油膜振荡：高速旋转机械的转子常用流体动压滑动轴承支承，设计不当，轴承油膜常会使转子产生强烈的振动，这种振动与共振不同，它不是强迫振动，而是由轴承油膜引起的旋转轴自激振动，所以称为汕膜振荡。“汕膜振荡”可产生与转轴达到临界转速吋同等的振幅或更加激烈。油膜振荡不仅会导致高速旋转机械的故障，有时也是造成轴承或整台机组破坏的原因，应尽

3、可能地避免油膜振荡的产生。油膜振荡的特点1、发生于转轴一阶临界转速两倍以上，其甩动方向与转轴旋转方向一致;2、一旦产生，转子的振动将剧烈增加，轴心轨迹变化范围剧烈增大，也从原来的“椭I员I形”变得不稳定，呈紊乱状态；振荡产生后，转速继续增加，振动并不减少，也不易消除3、油膜振荡吋，轴心涡动频率通常为转子一阶固有频率，振型为一阶振型；4、转速在一阶临界转速的两倍以下吋可能产生半速涡动，涡动频率为转速的一半。半速涡动的振幅较小，若再提高转速则会发展成为油膜振荡，半速涡动通常在高速轻载轴承情况下发生；5、转子速度降低时，油膜振荡常常在其开始出现的转速以下仍继续存在，至转速降低到一定程度之

4、后汕膜振荡才消失，W：升速时产生汕膜振荡的转速与降速时汕膜振荡消失的转速不相同，这种现彖人们称为“惯性效应？发生油膜涡动和油膜振荡时的典型轴心轨迹如图1-1和图1-2所示。EU图1-1图1-2、实验内容与步骤1、按图-3安製实验製置。图1-32、查看实验注意事项，做好实验的准备工作。抽出配重盘橡胶托件，油壶内加入适量的润滑油。3、按实验仪器使用说明书连接测试系统：电涡流传感器的前置器由-24V直流电源供电。电涡流传感器的感应面与被检测物体的表面距离应在lnrni左右，使间隙电压调整到检定证书中的标准值。连接传感器、抗混滤波器、1NV306U数据釆集仪及计算机DASP测试软件。4、釆

5、样参数设置进入INV1612型多功能柔性转子实验系统的转子实验模块：选择转子实验按钮，进入转子实验模块界面。点击“程序设置［P］”按钮，参照图1-4常规实验缺省的采样和通道参数的设置来分配传感器信号的通道。采集仪的1通道接转速（键和）信号，2通道接水平位移X向信号，3通道接垂直位移Y向信号;对于0〜lOOOOr/min的转子实验装置,为兼顾时域和频域精度，一般采样频率应设置在1024〜4096Hz的范围较为合适；程控放大可以将信号放大，但注意不要太大，以免信号过载；X-Y轴心轨迹图设置在转轴同一位置的水平和垂直两个位移测点（实验中，因为转轴较细，为了避免传感器磁头发生磁场交叉耦合引

6、起的误丼，所以X、Y向传感器不要安装在同一平面内）。图1・4在数字跟踪滤波方式［F］选择0-IX低通或0-2X低通。如选择0-2X低通滤波将观察到更有趣味油膜振荡现彖；在虚拟仪器库栏下打开“转速表［F7］”和“幅值表［F8］”,转速表和幅值表都可以拖到屏幕适当的位置；图谱曲线选择X-Y（在曲线界面上方，叮按热键［K］进行各种测量的快速切换）5、检查连线连接无误后，开启各仪器电源；点击开始按钮并同时启动转了。6、数据采集：1）X-Y图：将显示调到X-Y图方式，逐渐提高转子转速，同时耍注意观察转子转动速度和振幅的变化，接近临界转速时，可以发现振幅迅速増大，转子运行噪声也加大，转子通过临

7、界转速后，振幅又迅速变小，由此可人致确定转子系统基频所在转速区间，系统临界转速大约在3000r/min左右。继续升高转速，观察轨迹变化，当转速大约升至临界转速的两倍左右时，转子的振动剧烈增加，轴心轨迹也从原来的“椭圆型”变为双椭圆型，如图1-1所示，此时的现象表明转了系统发生油膜涡动，记录发生涡动的转速，填入表1-1中；继续提高转速，轴心轨迹变得更加紊乱，并且很不稳定，如图1-2所示，此时表明油膜振荡开始发生，记录转速，填入表1-1H1；观察基频、半频振幅-转速曲线，