臨界轉速測量實(shí)驗

臨界轉速測量實(shí)驗

一、實(shí)驗目的
1、了解臨界轉速產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)和影響因素；
2、觀(guān)察轉軸在通過(guò)臨界轉速時(shí)的現象；
3、理解剛性軸與撓性軸的概念及設計規定；
4、掌握臨界轉速的測試方法并測定轉軸臨界轉速；
5、驗證臨界轉速的理論計算方法。

二、實(shí)驗原理
若轉子旋轉的角速度與轉子彎曲振動(dòng)的固有圓周頻率相重合，則轉子發(fā)生強烈的共振導致轉子的破壞，轉子與此相應的轉速稱(chēng)為轉子的臨界轉速，一旦遠離臨界轉速，則轉子運行平穩不發(fā)生振動(dòng)。故對設計和操作者來(lái)說(shuō)，使離心壓縮機、離心泵燈葉輪機械的工作轉速遠離臨界轉速，對確保機器工作的安全具有重要意義。
由分析轉子橫向彎曲振動(dòng)可知，轉子彎曲振動(dòng)的臨界轉速有1、2、……i階個(gè)，各階臨界轉速大致是隨i2增大。由于實(shí)際的轉子工作轉速不會(huì )太大，所以大多關(guān)注轉子的第1、2階臨界轉速。為確保機器運行的安全性，要求工作轉速遠離第1、2階臨界轉速，校核條件為：
對剛性轉子：
對柔性轉子：
為了防止可能出現的軸承油膜振蕩，工作轉速應低于二倍的第一階臨界轉速，即：
對于柔性轉子，要求機器在啟動(dòng)、運行或停車(chē)過(guò)程中，盡快越過(guò)第一階臨界轉速，決不允許在附近停留，否則轉子將因劇烈振動(dòng)而遭到破壞。
多轉子的轉軸系統，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，計算雙支點(diǎn)和多個(gè)集中載荷轉子的一階轉速比較方便，做為工程計算 已足夠精確。
光電轉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）受光強弱，而產(chǎn)生與被測軸轉速成比列的電脈沖信號。采用單頭反射式傳感器，在測量轉軸轉速時(shí)，在被測軸上設置反光記號，由光源發(fā)生的光線(xiàn)，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(xiàn)由半透膜鏡反射經(jīng)聚光鏡投射到被測軸上，當被測軸轉動(dòng)時(shí)，投射到轉軸上的光點(diǎn)遇到軸上的反光記號時(shí)，產(chǎn)生反射光線(xiàn)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。于是轉軸旋轉時(shí)，光敏管間斷地交替感光，從而產(chǎn)生電脈沖信號，經(jīng)適當放大處理，將信號輸入到數字式頻率計，便可讀到比例于轉軸轉速的數值。若被測軸上的反光記號只有一個(gè)，則脈沖頻率等于轉速，若被測軸上有兩個(gè)反光記號，則脈沖頻率等于兩倍轉速，依此類(lèi)推 。
光電傳感器的特點(diǎn)是能實(shí)現非接觸測量，對被測軸不增加負載，測量精度比較高，但它在信號脈沖頻率較高時(shí)，有脈沖信號減弱的缺點(diǎn)。光電轉速傳感器的測量范圍在30r/min～48k r/min之間，一般使用溫度在0～40℃。

三、實(shí)驗儀器設備
DT2234A型數字式光電轉速測試儀，臨界轉速測量試驗裝置

四、實(shí)驗步驟
??? 1、觀(guān)察與測量臨界轉速測量實(shí)驗裝置提供的轉子系統，分析轉子系統的等效系統；
2、熟悉光電轉速測試儀的基本使用方法；
3、開(kāi)啟電源，緩慢增加轉子轉速，觀(guān)察出現的現象并進(jìn)行判斷，注意到振動(dòng)現象出現3次則馬上降低轉速；
4、重新將轉子加速，并利用光電轉速測試儀進(jìn)行臨界轉速的測量；
5、重復測量2～3次；
5、實(shí)驗完畢，關(guān)閉電機。

五、實(shí)驗結果分析、討論