传动轴转速 =2000r/min。试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大?为什么?
a) 振纹的幅值谱 b) 传动示意图 题图 主轴箱示意图及其频谱 解:1)计算各轴的转速和转动频率:
轴I的转动频率:
轴II的转速:
轴II的转动频率:
轴III的转速:
轴III的转动频率:
2)判别 由计算结果知,轴II的转动频率
=25(Hz)与幅频图A(f)中最大幅值处
Hz
(r/min)
Hz
(r/min)
Hz
的频率相吻合,故知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。
2、 某产品性能试验需要测试溢流阀的压力响应曲线(即流量阶跃变化时,溢流阀压力上升的过渡曲线)。已知,该阀为二阶系统,稳态压力10MPa,超调量<20%。阀的刚度
k=6400N/m,运动部分质量m=0.1kg。试: 1) 计算阀的固有频率。
2) 选用一种精度高、抗振性能好、可靠性高、频率响应特性能满足上述测试要求的
压力传感器。写出其名称、工作原理、量程、选用理由等。
解:1)阀的固有频率为:
Hz
2) 测量压力的传感器常用的有应变式、压阻式、压电式、电容式等,根据题意,所要求的测量范围为0~12MPa,并要求避开其共振频率。
应变式压力传感器,如悬链膜片压力传感器其共振频率较底(30~50Hz),难以胜任本题的测试要求;
压阻式压力传感器工作频率范围可以在0到数百Hz,具有灵敏度高、重复性好、零漂小等特点,测量范围可以在0.014MPa~140MPa之间;
压电式压力传感器具有固有频率高、惯性小、滞后小、体积小等特点,可以测量几百帕到几百兆帕的压力。
电容式压力传感器利用电容方法测量压力,由于是非接触式测量,该传感器具有灵敏度高、测量精度高、测量范围大、抗振性能好、可靠耐用等特点,在压力测量中也得到广泛的应用。
综上所述,本题中可选用压阻式、压电式和电容式等多种压力传感器。
3、 用压电式加速度传感器及电荷放大器测量振动,若传感器灵敏度为7pc/g,电荷放大器灵敏度为100mv/pc,试确定输入a=3g时系统的输出电压。 解:
(1)求系统的总灵敏度:
系统的总灵敏度为:S=7 pc/g ?100 mv/pc =700 mv/ g
(2)根据已知条件,求解。
当输入a=3g时,系统的输出电压为:u=aS=3g?700 mv/ g =2100mv
4、 若某旋转机械的工作转速为3000转/分,为分析机组的动态特性,需要考虑的最高频率为工作频率的10倍,问:
1) 应选择何种类型的振动传感器,并说明原因? 2) 在进行A/D转换时,选用的采样频率至少为多少?
解:1) 机组工作频率为:f=3000/60=50Hz,最高分析频率:fh=10f=500Hz,
(1) 在工业上常见振动传感器有:电涡流振动位移传感器、磁电式振动速度传感器、
压电式振动加速度传感器三类,其中涡流传感器频率范围为DC~20KHz以上,磁电式速度传感器频率范围为10Hz~1500Hz左右,而压电式加速度传感器的频率范围为0.5Hz~10KHz左右,因此从频率范围的角度,三种传感器均可采用。 (2) 但是,如果考虑到安装的方便性,则最好选择压电式加速度传感器,该类型传
感器可直接固定与机组机壳表面,精度高,频响范围宽,寿命长等特点;而磁电式速度计由于存在运动部件,寿命较短,且传感器本身的质量较重,附加质量影响较大,故不建议采用。
(3) 若要求直接测量转轴振动,则应选用电涡流振动位移传感器以实现不接触测量。