动平衡检测系统的设计

论文编号:JD596 论文字数:30377,页数:62

动平衡检测系统的设计
摘要：在电力、化工、机械等众多工业领域中，旋转机械是生产的主要的物质条件，而只有它能高效、平稳的运行，才能保证企业给社会创造出更多的物质财富，使我们的社会快速地发展。转子不平衡是造成旋转机械故障的主要原因之一，因此解决不平衡问题是保证旋转机械可靠运行的必要途径和手段，也是治理旋转机械振动问题的首要保障。
动平衡处理是旋转部件必须采取的工艺措施之一。本文在阐述了转子动平衡理论的基础上，采用影响系数平衡法，设计了一种基于单片机控制的振动及动平衡检测装置，既可以做现场动平衡仪，又可以做动平衡机的电测箱，同时还可以做轴振分析仪和简单的振动分析仪。系统设计中采用锁相环控制的四阶带通跟踪滤波、FFT实现了不平衡(基频)信号幅值和相位的精确提取。软件编制完全遵循模块化思想，提高编程效率和可读性。
关键词：转子，动平衡，影响系数，单片机

Balancing Detection System Design
Abstract：Rotation mechanics are the main material condition in the field of hydro, chemical engineering and machinery. While rotation mechanics perform efficiently and steady, it can be make sure that enterprises treat more material power and our society develops rapidly. The imbalance of rotors is one of the most influential factors leading to trouble with revolving machines. To resolve the problem of imbalance is not only an essential method to make sure that revolving machines can work well, but also the major guarantee of dealing with the vibration of rotor system.
The handling of dynamic balancing is one of technology measure that must be adopted on revolving parts. On the base of having elaborated the rotor theory of dynamic balancing, this paper have designed a kind of vibration and dynamic balancing analysis system based on the control of the monolithic computer, adopting the method of influence coefficient, which can be the field balancing kit, the electricity-measuring box of the machine of dynamic balancing, at the same time, can measure the vibration of the axle and be the simple vibration analyzer. The system has picked up unbalanced(fundamental frequency)signal amplitude and phase accurately by adopting the fourth order band-pass following filter controlled by phase-lock loop and FFT. On the software programming, it follows modular thought completely, improving programming efficiency and readability.
Keywords: rotor, dynamic balance, influence coefficient, single-chip, microcomputer.
目  录
摘要 I
Abstract II
前  言 III
第1章  绪论 1
1.1 转子平衡的概念 1
1.2 转子动平衡的必要性 1
1.3 转子动平衡方法及测试系统的发展 2
1.4 本论文的主要研究内容 3
第2章  转子动平衡理论 4
2.1 转子动不平衡引起的振动 4
2.1.1 质量不平衡的原因 4
2.1.2 转子质量不平衡引起振动的原因 4
2.1.3 刚性转子和柔性转子 6
2.2 质量不平衡引起振动的特点和两个线性条件 6
2.2.1 质量不平衡引起振动的特点 6
2.2.2 两个线性条件 6
2.3 转子动平衡的几个要点 7
2.3.1 校正面的选择 7
2.3.2 校正平面数目和轴向位里的选取 8
2.3.3 平衡转速 9
2.3.4 平衡时振动测点 9
2.3.5 校正方法 9
2.3.6 试加平衡质量的选取 9
2.4 转子的三种不平衡形式 11
2.5 转子的静平衡和动平衡 12
2.6 转子的平衡方法 12
2.6.1 一般的影响系数平衡法 13
2.6.2 挠性转子的平衡方法 15
2.6.3 刚性转子的平衡方法 17
2.7 定标过程 19
第3章  硬件系统的设计 21
3.1 系统的核心一CPU 21
3.2 电源系统的设计 21
3.3 模拟部分设计 23
3.3.1 传感器配置 24
3.3.2 振动信号采集部份 24
3.3.3 信号处理中的几个关键电路 27
3.4 液晶显示接口技术 31
3.5 键盘接口电路 32
第4章  软件系统的设计 34
4.1 软件的整体设计 34
4.1.1 软件的总体结构 34
4.1.2 软件编程语言 34
4.2 系统初始化及自检模块 35
4.2.1 系统初始化 35
4.3 系统软件主要功能模块 36
4.3.1 系统参数设置模块 36
4.3.2 动平衡分析模块 36
4.4 附属功能模块 44
4.4.1 轴心轨迹的测试 44
4.4.2 振动频谱分析 44
4.5 液晶显示程序及键盘处理程序模块 45
4.5.1 液晶显示模块 45
4.5.2 键盘处理程序 47
4.6 系统的软件抗干扰 48
4.7 系统软件中的复数运算 49
结  论 50
参考文献 51
致  谢 53
附  录 54

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