飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，包括第一激光测振仪、第二激光测振仪、第三激光测振仪、数据采集前端、测试电脑及发动机台架；所述发动机台架包括发动机、飞轮、传动轴和测功机，所述发动机通过飞轮和传动轴与测功机相连；3个激光测振仪分别安装在飞轮和测功机之间，并距离飞轮后端面50mm‑1000mm位置，且第一激光测振仪的激光测点1、第二激光测振仪的激光测点2和第三激光测振仪的激光测点3均对准在飞轮后端面的最大半径R的圆周上；各激光测振仪分别与数据采集前端连接，数据采集前端与测试电脑连接。本发明专利技术能够分别实现对飞轮旋转中心位置的轴向振动和飞轮摆动的测试评价。

【技术实现步骤摘要】
飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统
本专利技术属于汽车NVH(噪声振动和不平顺性)
，具体涉及一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统。
技术介绍
对于旋转机械而言，零件的旋转运动是振动噪声的主要来源。偏心、动不平衡、旋转力矩不平衡以及轴向间隙等问题，会引起旋转零件在旋转方向、径向和轴向各个维度下的振动，一方面带来结构可靠性问题，另一方面通过壳体、传动系统等零件向外传递振动，并辐射噪声。比如某发动机的曲轴、飞轮系统的轴向振动就引起轴承座的开裂。当前，对于发动机飞轮本身的振动测试可采用非接触式测量，其中飞轮的轴向振动可采用激光测振仪测试。参照图1，在传统的飞轮轴向测试方法中，通过1部单点激光测振仪5来测试飞轮2边缘位置轴向振动位移，获得该位置的轴向振动位移。然而，该方法的测试结果实际上是飞轮中心位置的轴向振动和飞轮自身的旋转摆动的合成，该测试方法无法将这两种振动方式分离。由于连接了传动轴4，飞轮中心位置的轴向振动无法直接测试。因此，飞轮中心位置的轴向振动和飞轮自身的旋转摆动的单独测试分析成了难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，将飞轮中心位置的轴向振动和飞轮自身的旋转摆动分离，以解决两者的单独测试分析难题。本专利技术所述的一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，包括第一激光测振仪、第二激光测振仪、第三激光测振仪、数据采集前端、测试电脑及发动机台架；所述发动机台架包括发动机、飞轮、传动轴和测功机，所述发动机通过飞轮和传动轴与测功机相连；3个激光测振仪分别安装在飞轮和测功机之间，并距离飞轮后端面50mm-1000mm位置，且第一激光测振仪的激光测点1、第二激光测振仪的激光测点2和第三激光测振仪的激光测点3均对准在飞轮后端面的最大半径R的圆周上，且激光测点1和激光测点2之间的弧长为0.5πR，激光测点1和激光测点3之间的弧长为0.5πR，激光测点2和激光测点3之间的弧长为πR；各激光测振仪分别与数据采集前端连接，数据采集前端与测试电脑连接；测试时，所述发动机按照预设测试工况运行，并通过数据采集前端采集第一激光测振仪测得的振动位移时域信号X1、第二激光测振仪测得的振动位移时域信号X2、第三激光测振仪测得的振动位移时域信号X3，并发送给测试电脑；所述测试电脑基于振动位移时域信号X1、振动位移时域信号X2、振动位移时域信号X3计算出飞轮中心位置的x向位移Xc、飞轮法向量同x轴的夹角和飞轮法向量在yz平面上的投影同z轴的夹角θ；测试系统坐标系的定义为：沿传动轴从发动机指向测功机为x轴正方向，竖直向上为z轴正方向，右手定则确定y轴正方向。进一步，所述Xc计算公式为：进一步，所述的计算公式为：进一步，所述θ的计算公式为：本专利技术具有以下优点：在不改变发动机台架的结构及运行状态，且不借助额外的特殊试验工装的情况下，只通过增加传感器数量，即能够分别实现对飞轮旋转中心位置的轴向振动和飞轮摆动的测试评价。本专利技术简单易操作，效率较高，且可靠可行，解决了飞轮等旋转零件的振动测试分析技术难题。附图说明图1为现有飞轮轴向振动测试系统的示意图；图2为本实施例中所述飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统的示意图；图3为本实施例中的3个激光测振仪在飞轮上的激光测点的位置示意图；图4为本实施例中飞轮轴向振动和旋转摆动特征量示意图；图5为本实施例中的振动位移时域信号X1的示意图；图6为本实施例中的振动位移时域信号X2的示意图；图7为本实施例中的振动位移时域信号X3的示意图；图8为本实施例中的数据处理结果Xc的示意图；图9为本实施例中的数据处理结果的示意图；图10为本实施例中的数据处理结果θ的示意图；图中：1-发动机，2-飞轮，3-传动轴，4-测功机，5-第一激光测振仪，6-第二激光测振仪，7-第三激光测振仪，8-数据采集前端，9-测试电脑。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图2所示，本实施例中，一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，包括第一激光测振仪5、第二激光测振仪6、第三激光测振仪7、数据采集前端8、测试电脑9及发动机台架。如图2所示，所述发动机台架包括发动机1、飞轮2、传动轴3和测功机4，所述发动机1通过飞轮2和传动轴3与测功机4相连。如图3所示，3个激光测振仪(即指第一激光测振仪5、第二激光测振仪6、第三激光测振仪7)分别安装在飞轮2和测功机4之间，并距离飞轮2后端面50mm-1000mm位置，且第一激光测振仪5的激光测点1、第二激光测振仪6的激光测点2和第三激光测振仪7的激光测点3均对准在飞轮2后端面的最大半径R的圆周上，且激光测点1和激光测点2之间的弧长为0.5πR，激光测点1和激光测点3之间的弧长为0.5πR，激光测点2和激光测点3之间的弧长为πR。如图2所示，各激光测振仪分别与数据采集前端8连接，数据采集前端8与测试电脑9连接。测试过程包括以下步骤：(1)传感器安装：如图2所示，将3个激光测振仪通过合适的支架在发动机台架上进行安装固定。3个激光测振仪应正对飞轮2后端面安装，且距离飞轮2后端面的距离尽量在50mm-1000mm范围内。安装好后，打开3个激光测振仪的电源，合理调节光点的大小及信号强度。调整3个激光测振仪的照射位置，使3个激光测点满足如图3所示的要求。(2)通道设置：将3个激光测振仪和数据采集前端8连接，将数据采集前端8连接至测试电脑9上。在测试电脑9中启动测试软件(如LMSTest.lab),在测试软件通道界面中设置3个激光测振仪所对应通道的名称、属性、单位、灵敏度等参数。在采集设置界面中选择合适的采用频率、跟踪方式等参数。(3)数据采集：启动测功机4和发动机1，在运动状态下再次对信号进行调试，确保信号正常。正式测试时，按照指定的测试工况运行发动机1，同时进行数据采集和保存。(4)数据处理：采集完成后需要在测试软件中，对第一激光测振仪5测得的振动位移时域信号X1、第二激光测振仪6测得的振动位移时域信号X2、第三激光测振仪7测得的振动位移时域信号X3进行运算，以获得飞轮2的轴向振动和旋转摆动特征信号。为更好地描述飞轮2轴向振动和旋转摆动特征，本实施例中引入Xc、θ三个参数，它们的定义如图4所示。当飞轮2处于任意位置时，Xc表示飞轮中心位置的x向位移，表示飞轮法向量同x轴的夹角，θ表示飞轮法向量在yz平面上的投影同z轴的夹角。基于振动位移时域信号X1、振动位移时域信号X2、振动位移时域信号X3，根据解析几何原理，计算出Xc、θ。原始数据X1、X2、X3及处理后的结果Xc、θ、参见图5、图6、图7、图8、图9和图10。本实施例中，所述Xc的计算公式为：本实施例中，所述的计算公式为：本实施例中，所述θ的计算公式为：本实施例中，测试系统坐标系的定义为：沿传动轴从发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，其特征在于：包括第一激光测振仪(5)、第二激光测振仪(6)、第三激光测振仪(7)、数据采集前端(8)、测试电脑(9)及发动机台架；/n所述发动机台架包括发动机(1)、飞轮(2)、传动轴(3)和测功机(4)，所述发动机(1)通过飞轮(2)和传动轴(3)与测功机(4)相连；/n3个激光测振仪分别安装在飞轮(2)和测功机(4)之间，并距离飞轮(2)后端面50mm-1000mm位置，且第一激光测振仪(5)的激光测点1、第二激光测振仪(6)的激光测点2和第三激光测振仪(7)的激光测点3均对准在飞轮(2)后端面的最大半径R的圆周上，且激光测点1和激光测点2之间的弧长为0.5πR，激光测点1和激光测点3之间的弧长为0.5πR，激光测点2和激光测点3之间的弧长为πR；/n各激光测振仪分别与数据采集前端(8)连接，数据采集前端(8)与测试电脑(9)连接；/n测试时，所述发动机(1)按照预设测试工况运行，并通过数据采集前端(8)采集第一激光测振仪(5)测得的振动位移时域信号X

【技术特征摘要】
1.一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，其特征在于：包括第一激光测振仪(5)、第二激光测振仪(6)、第三激光测振仪(7)、数据采集前端(8)、测试电脑(9)及发动机台架；
所述发动机台架包括发动机(1)、飞轮(2)、传动轴(3)和测功机(4)，所述发动机(1)通过飞轮(2)和传动轴(3)与测功机(4)相连；
3个激光测振仪分别安装在飞轮(2)和测功机(4)之间，并距离飞轮(2)后端面50mm-1000mm位置，且第一激光测振仪(5)的激光测点1、第二激光测振仪(6)的激光测点2和第三激光测振仪(7)的激光测点3均对准在飞轮(2)后端面的最大半径R的圆周上，且激光测点1和激光测点2之间的弧长为0.5πR，激光测点1和激光测点3之间的弧长为0.5πR，激光测点2和激光测点3之间的弧长为πR；
各激光测振仪分别与数据采集前端(8)连接，数据采集前端(8)与测试电脑(9)连接；
测试时，所述发动机(1)按照预设测试工况运行，并通过数据采集前端(8)采集第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泳璇，邵俊龙，杨少波，杨金才，常春，吴念，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50