基于虚拟仪器的现场动平衡测试系统的研究

　　旋转机械一直是机械中最主要的一种类型。随着工业生产和科学技术的飞速发展，各种旋转机械的工作转速越来越高，人们对于机械运转过程中的故障问 题愈加关注。不平衡，是旋转机械最常见的故障原因，约占故障总数的 75 %以上[1]。大多数企业普遍使用动平衡机来平衡转子系统，然而相对大型的机械设备来说，机上动平衡相对现场动平衡来说，有很大的不足，例如：装卸时间 长、运输费用高、测试环境不同于设备运行环境等等。因此现场动平衡能解决动平衡机上解决不了的现场问题，而且高效、廉价以及提高精度。

　　虚拟仪器技术充分利用计算机强大的运算处理功能，突破传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制，具有结构简单、成本低廉、一机多用、 测量精度高、用户可自行开发软件等特点，便于与计算机通信相结合，来建立计算机网络，组建复杂的测试系统[2]。利用虚拟仪器技术来开发现场动平衡测试系 统，既能节省测试成本，又能高效地实时显示测量结果。本文针对刚性盘状转子，开发出一款基于虚拟仪器技术的现场动平衡测试系统。

　　1 现场动平衡方法

　　1.1 动平衡原理

　　不平衡，是由于转子质量分布不均，产生离心力作用于轴承上的一种工作状态。在平衡技术中，平衡转动的不平衡转子的基本方法，是在不平衡的转子上加配重，使配重产生的离心力与原有的不平衡量产生的离心力相抵消。

　　现场平衡过程为：测量原始不平衡振动，此振动量不仅有幅值，还要有相位;在转子上添加能够引起明显振动的试验质量，确定不平衡和振动的关系;运 转加重后的转子，测量不平衡振动;通过原始不平衡振动和试验运转的振动，计算消除不平衡量的配重质量和校正角度;添加校正配重后，运转转子系统测量不平衡 振动，结果符合要求则动平衡工作结束[3]。

　　1.2不平衡量幅值与相位的测量

　　刚性转子动平衡可分为单、双平面进行动平衡。转子系统如图 1 所示。采用电涡流位移传感器获取转子系统的不平衡振动信号。在轴上贴反光片，利用光电传感器获取转子运转频率和标定基准信号。

　　在旋转机械振动分析中，相位是指振动信号与转轴上某一标记之间的相位差，是动平衡分析过程中不可缺少的参数。相位的变化，直接反应了转轴上不平 衡角度的变化。试验时，加重角度的确定，很大程度上取决于相位。相位准确与否，直接影响动平衡工作效率。在轴上某一位置贴上反光带，安装光电传感器。每当 转轴上的标记转动到反光带处事，就会产生一个脉冲信号，振动信号的某点与基准脉冲之间的相位差，就是动平衡过程中所需要测量的参数。基准信号较为简单，可 以经过处理生成同频率的标准正弦信号和余弦信号，表达式为