基于激光多普勒效應(yīng)的軸系振動(dòng)綜合測(cè)量研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)壓縮機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)以及各種電動(dòng)機(jī)等機(jī)械裝置中，旋轉(zhuǎn)軸系是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵。對(duì)旋轉(zhuǎn)軸系彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)是鑒別和確定機(jī)械設(shè)備工作可靠的重要手段。目前軸系彎扭振動(dòng)一般采用獨(dú)立測(cè)量的方式，但是由于彎曲、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)相互耦合，使得測(cè)量信息難以準(zhǔn)確表征出軸系的振動(dòng)特性。本文基于激光多普勒振動(dòng)測(cè)量技術(shù)，提出一種對(duì)旋轉(zhuǎn)軸系綜合振動(dòng)測(cè)量的方法，以實(shí)現(xiàn)軸系彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的同時(shí)測(cè)量。
　　設(shè)計(jì)出一種基于激光

2、多普勒振動(dòng)測(cè)量技術(shù)的彎扭振動(dòng)綜合測(cè)量系統(tǒng)，即采用同一激光源經(jīng)多路分光裝置產(chǎn)生雙光束，獲得軸系同一截面不同測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，通過雙光電探測(cè)器消除不同方向振動(dòng)干擾，實(shí)現(xiàn)彎曲、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的同時(shí)測(cè)量?；诙嗥绽盏念l移原理，結(jié)合光學(xué)差拍及參考光技術(shù)，構(gòu)建了光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了理論推導(dǎo)。
　　搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并完成了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。通過信號(hào)的去噪、放大等預(yù)處理，獲得了反映相干光頻差的交流分量，并基于MATLAB軟件的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，采用時(shí)頻分

3、析中的譜圖重排方法獲得多普勒頻移值，通過解算出軸系的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速與彎曲振動(dòng)值，實(shí)現(xiàn)了彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的準(zhǔn)確測(cè)量。另外，對(duì)數(shù)控銑床切削主軸進(jìn)行了在線振動(dòng)測(cè)量，結(jié)合設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)比表明：該測(cè)量系統(tǒng)具有小于±1 mm/s的瞬時(shí)速度測(cè)量偏差，可滿足旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下軸系振動(dòng)的綜合測(cè)量。
　　探究了玻璃微珠和微棱鏡結(jié)構(gòu)反射膜對(duì)軸系振動(dòng)多普勒信號(hào)的影響，并對(duì)不同反射膜進(jìn)行了測(cè)試與對(duì)比，結(jié)果表明：在被測(cè)軸系表面粘貼一層反射特性顯著的玻璃微珠反射膜，能夠有效改