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信号检测与故障诊断实验报告
070930122 于平超
实验目的：
采用ZT-3转子试验台进行转子不平衡、不对中以及碰摩的实验演示，观察这三种情况下的故障信号，并总结出这三种故障对应的频谱的幅值特征以及转子轨迹。
实验仪器：
ZT信号检测与故障诊断实验报告
070930122 于平超
实验目的：
采用ZT-3转子试验台进行转子不平衡、不对中以及碰摩的实验演示，观察这三种情况下的故障信号，并总结出这三种故障对应的频谱的幅值特征以及转子轨迹。
实验仪器：
ZT-3多功能转子实验台〔如下列图〕，PC机，电涡流传感器，信号放大器等。
图1 ZT-3转子试验台
图2〔实验台的数模图形〕
图3 转静碰摩的实验装置
关于试验台：
ZT-3多功能转子实验台有东大仪器厂研制，本转子振动实验台是一种用来模拟旋转机械振动的实验装置。主要用于实验室验证转子轴系的强迫振动和自激振动特性，它能有效的再现大型旋转机械所产生的多种振动现象。
     通过不同的选择改变转子转速，轴系刚度，质量不平衡，轴承的摩擦或冲击条件以及联轴节的形式来模拟机器的运行状态，由配置的检测仪来观察和检测其振动特性。因此，本试验台为专门从事振动测试，振动研究试验室和振动测试教学提供了有效而方便的试验手段。
该试验台可以完成如下功能：
旋转机械振动位移、速度、加速度测试研究；
模拟不平衡、不对中、碰摩、油膜涡动、根底松动、转轴裂纹等故障；
转子系统动平衡技术研究；
图4 不平衡实验 图5 不对中实验 图6 单点碰摩实验
实验具体内容：
转子不平衡的实验演示：
通过人为的向圆盘内旋进螺钉来制造转子不平衡，如上图4。通过电涡流传感器来得到转子中心的x和y方向的位移，并通过滤波器、信号放大器等信号处理过程后，连接到PC机上，显示出转子中心x和y方向位移信号〔在时频域中〕以及转子的中心轨迹。
结果如图7、8、9，这是转子转速为5241 r/min时的信号图：

图7 不对中情况下x方向信号的频谱图
图8 不对中情况下y方向的信号
图9 不对中情况下转子中心的轨迹图
通过实验演示结果可以得出不平衡故障的故障特征，总结如下：
a:振动的激振频率为单一的旋转频率〔即工作频率〕，而无其他倍频成分，转子中心的轨迹近似为圆形〔与理论相符〕。在这种情况下，我们可以看到上图的频率曲线中只在一倍频处有幅值，而时间曲线那么近似为正余弦信号。
转轴不对中的实验演示：
如图5，通过向支撑处加一个垫片来制造不对中。启动转子，采集信号，得出结果如图10、11、12：
图10 不对中情况下x方向的信号
图11 不对中情况下y方向的信号
图12 不对中时的转子中心轨迹图
从以上三张图得出转子不对中时的主要故障特征是：
a:以一倍频和二倍频为主，这从图11和图12〔轴心轨迹图〕可以清楚的得出来，同时还会伴有三倍频、四倍频等高倍频特征。
碰摩故障的演示实验：
如图6，通过内旋图中支座上面的螺钉，使其与转子发生接触来制造碰摩故障〔单点碰摩〕。启动转子至一定转速，然后内旋螺钉，使其与转子发生碰摩，采集信号，得出结果如下列图13、14和15:
图13