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加速度计测量动平衡

加速度计测量动平衡


       使用加速度计测量动平衡是一种通过振动信号分析来检测和校正旋转机械不平衡的方法。以下是具体步骤和原理的详细说明:

 

  1. 基本原理

  动平衡问题:旋转机械(如电机、风扇、涡轮等)因质量分布不均会导致离心力,引发振动,加速度计可测量这种振动信号。

  加速度计的作用:安装在轴承或靠近旋转部件的部位,测量径向(水平/垂直)的振动加速度,通过信号分析确定不平衡的大小和相位。

 

  2. 测量步骤

  (1) 安装加速度计选择灵敏度高(如100 mV/g)、频率范围覆盖转子转速的加速度计。 安装在刚性好的位置(非悬臂结构),确保方向与振动方向一致(通常需测量两个正交方向)。

  (2) 数据采集连接加速度计到数据采集系统(如动态信号分析仪或带ADC的微控制器)。 设置采样频率(至少为转子转速频率的10倍,例如转速为3000 RPM(50 Hz),采样频率需≥500 Hz)。

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  (3) 信号分析

  时域分析:观察振动幅值(如峰值加速度,单位可能是2 m/s 2 或  g)。

  频域分析(FFT):提取与转速对应的频率成分(1倍频幅值和相位),排除其他干扰频率(如轴承故障频率)。

  (4) 不平衡量计算通过振动幅值和相位,结合转子参数(质量  m、半径  r、转速  ω),估算不平衡力 F =m⋅r⋅ω 2 。 校正方法:在反方向添加配重或去除质量,使振动幅值最小化。

 

  3. 关键注意事项

  相位校准:需通过参考标记(如光电传感器)确定不平衡角度,避免误判。

  传感器位置:靠近轴承的振动信号更直接反映转子不平衡。

  环境干扰:排除外部振动源(如其他设备运行)的影响。