风机运转工装试验方法及试验系统

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2024-03-12 17:21:01

权利要求书： 1.风机运转工装试验方法，其特征在于，包括以下步骤：分析工装样品的固有频率；

设定频率比较阈值；

将工装样品的固有频率与风机额定工作频率比较，并判断二者差值是否超过阈值，若否，则认为工装样品符合要求。

2.如权利要求1所述的风机运转工装试验方法，其特征在于，所述试验方法进一步包括以下步骤：

将风机安装在工装上；

为风机供电，改变风机的供电频率；

在各个供电频率下，采集风机上一固定位置处X轴、Y轴和Z轴三个方向的振动速度；

判断三个方向的振动是否在风机额定工作频率下存在共振，若否，则认为工装样品符合要求。

3.如权利要求2所述的风机运转工装试验方法，其特征在于，为风机供电的方法为：设定供电基准频率；

以风机额定工作频率为标准，在正负供电基准频率的范围内，以固定步长间隔选择供电频率。

4.如权利要求2所述的风机运转工装试验方法，其特征在于，设定范围基准频率，更进一步的，获得三个方向的振动速度后，以风机额定工作频率为基准，判断在风机额定工作频率正负基准频率的范围内，是否存在共振，若否，则认为工装样品符合要求。

5.如权利要求2所述的风机运转工装试验方法，其特征在于，所述固定位置选取为风机轴承处。

6.一种风机运转工装试验系统，其特征在于，包括：固有频率分析模块：用于分析待验证工装的固有频率；

频率比较模块：用于比较工装固有频率和风机额定工作频率；

工装诊断模块：用于根据频率比较模块获得的差值的大小，生成工装试验诊断信号。

7.如权利要求6所述的风机运转工装试验系统，其特征在于，所述工装试验系统进一步包括：

振动传感器：安装在风机上，用于采集风机三个轴向的振动数据；

所述工装诊断模块进一步用于：判断风机三个方向的振动是否在风机额定工作频率下存在共振，并生成工装试验诊断信号。

8.如权利要求7所述的风机运转工装试验系统，其特征在于，所述振动传感器安装在风机轴处。

9.如权利要求7所述的风机运转工装试验系统，其特征在于，所述试验系统与设定范围基准频率，所述工装诊断模块进一步根据三个方向的振动是否在风机额定频率正负范围基准频率的范围内存在共振，生成工装试验诊断信号。

说明书：风机运转工装试验方法及试验系统技术领域[0001] 本发明涉及工装设计技术领域，具体涉及一种风机运转工装试验方法和试验系统。

背景技术[0002] 风机产品在生产制造完成后，需要按照JB/T8689进行运转振动试验，按照试验标准要求，风机需要直接紧固在坚实的试车台基座上，以实现刚性支撑。但由于每种风机其安

装结构的不同，往往需要借助工装实现风机与基座的连接，设计师根据自身经验去设计相

应工装，然后直接投入生产使用，使用时由于工装自身刚度的问题很容易造成系统(基座—

工装—风机)固有频率与风机的工作频率相近或重合引起共振问题。现有技术中，是通过试

制实验来验证工装的设计是否符合要求的，这种方法效率低。

发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种风机运转工装的试验方法和试验系统，用于辅助研究风机运转工装设计的可靠性，指导风机运转工装的试制。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：[0005] 风机运转工装试验方法，包括以下步骤：[0006] 分析工装样品的固有频率；[0007] 设定频率比较阈值；[0008] 将工装样品的固有频率与风机额定工作频率比较，并判断二者差值是否超过阈值，若否，则认为工装样品符合要求。

[0009] 作为优选，所述试验方法进一步包括以下步骤：[0010] 将风机安装在工装上；[0011] 为风机供电，改变风机的供电频率；[0012] 在各个供电频率下，采集风机上一固定位置处X轴、Y轴和Z轴三个方向的振动速度；

[0013] 判断三个方向的振动是否在风机额定工作频率下存在共振，若否，则认为工装样品符合要求。

[0014] 作为优选，为风机供电的方法为：[0015] 设定供电基准频率；[0016] 以风机额定工作频率为标准，在正负供电基准频率的范围内，以固定步长间隔选择供电频率。

[0017] 作为优选，设定范围基准频率，更进一步的，获得三个方向的振动速度后，以风机额定工作频率为基准，判断在风机额定工作频率正负基准频率的范围内，是否存在共振，若

否，则认为工装样品符合要求。

[0018] 作为优选，所述固定位置选取为风机轴承处，也可根据需要选择其他安装点。[0019] 本发明进一步提供一种风机运转工装试验系统，其特征在于，包括：[0020] 固有频率分析模块：用于分析待验证工装的固有频率；[0021] 频率比较模块：用于比较工装固有频率和风机额定工作频率；[0022] 工装诊断模块：用于根据频率比较模块获得的差值的大小，生成工装试验诊断信号。

[0023] 作为优选，所述工装试验系统进一步包括：[0024] 振动传感器：安装在风机上，用于采集风机三个轴向的振动数据；[0025] 所述工装诊断模块进一步用于：判断风机三个方向的振动是否在风机额定工作频率下存在共振，并生成工装试验诊断信号。

[0026] 作为优选，所述振动传感器安装在风机轴承处。[0027] 作为优选，所述试验系统与设定范围基准频率，所述工装诊断模块进一步根据三个方向的振动是否在风机额定频率正负范围基准频率的范围内存在共振，生成工装试验诊

断信号。

[0028] 本发明提供的风机运转工装试验方法及试验系统，较现有技术相比，其主要优点在于：

[0029] 其可实现工装的自动分析，有利于指导工装研发，缩短开发周期。具体的，通过风机频率和工装频率的比较，并进一步通过改变风机供电频率的型式改变系统的激振频率，

并测量相应的三个方向振动速度值同时绘制曲线来确认共振峰值，以判断工装设计的合格

性，验证准确，方便。

附图说明[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些

实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些

附图获得其他的附图。

[0031] 图1为本发明风机运转工装试验方法获得的振动曲线图；[0032] 图2为本发明风机运转工装试验方法流程图；[0033] 以上图中：[0034] 1-X轴向振动；2-Y轴向振动；3-Z轴向振动。具体实施方式[0035] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅

用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0036] 本发明提供了一种风机运转工装试验方法，该试验方法通过分析工装频率和风机频率的方法，得出工装可靠性的验证结构，进而用于指导风机工装的设计。

[0037] 风机运转工装试验方法，流程参考图2，包括以下步骤：[0038] S1：分析工装样品的固有频率；此处所述的工装样品是产品设计师结合风机特性，根据经验设计的拟适用于风机的工装；工装的固有频率可以采用现有技术中的分析方法获

得，此部分不属于本发明的创新性内容，不再详述。

[0039] S2：设定频率比较阈值；比较阈值是一个设定的频率值，这个值用来判断工装固有频率和风机额定频率之间差的大小；本实施例中，设定比较阈值为5Hz。

[0040] S3：将工装样品的固有频率与风机额定工作频率比较，并判断二者差值是否超过阈值，若否，则认为工装样品符合要求。具体的说，风机的额定工作频率是由风机的电机等

特点决定的，风机一但制造好，其额定工作频率是确定的，属于其自身的性能指标。如果工

装的固有频率和风机的额定频率之差在±5Hz的范围外，则认为设计的工装是合乎规范的。

[0041] 更进一步的，在判断工装合乎规范后，可以进行工装的试制，试验方法进一步包括以下步骤：

[0042] S4：将风机安装在试制好的工装样品上；[0043] S5：为风机供电，改变风机的供电频率；具体的说，可以通过变频器给风机供电；为风机供电的具体方法为：设定供电基准频率；以风机额定工作频率为标准，在正负供电基准

频率的范围内，以固定步长间隔选择供电频率。具体的说，本实施例中，设定供电基准频率

为10Hz，风机额定工作频率为27Hz，这就要求，变频器的供电频率至少为17-37Hz。在供电频

率范围内，以固定步长间隔选择供电频率；设定风机的额定工作频率为27Hz，从17Hz开始，

以1Hz为步长，对风机采用17Hz、18Hz、19Hz……37Hz的频率进行供电。实际试验时，可根据

需要选择设定供电基准频率。

[0044] S6：在各个供电频率下，采集风机上一固定位置处X轴、Y轴和Z轴三个方向的振动速度；本实施例中，采集风机轴承处的振动速度；在17Hz、18Hz、19Hz……37Hz的供电频率

下，分别采集风机轴承处X轴、Y轴和Z轴三个方向的振动速度。

[0045] S7：判断三个方向的振动是否在风机额定工作频率下存在共振，若否，则认为工装样品符合要求。具体参考图1，以供电频率为横坐标，分别以X轴(水平方向，平行于地面且垂

直与风机轴向)的振动速度、Y轴(风机轴向，与水平方向在同一平面，且沿电机轴方向)的振

动速度和Z轴(竖直方向)的振动速度为纵坐标，获得振动曲线。如果在风机的额定频率(本

实施例中为27Hz)下，三条曲线与风机之间不存在共振峰值，则认为工装样品符合要求。

[0046] 对于步骤S7，更进一步的，设定范围基准频率，获得三个方向的振动速度后，以风机额定工作频率为基准，判断在风机额定工作频率正负基准频率的范围内，是否存在共振，

若否，则认为工装样品符合要求。例如，本实施例中，设定范围基准频率为5Hz，则，进一步观

察三条曲线在风机额定工作频率±5Hz的范围内是否有共振峰值，则认为工装设计符合要

求。

[0047] 具体结合图1，风机的额定工作频率为27Hz，则需要观测三个方向上，在22～32Hz的范围内是否有共振峰值。X向振动1的峰值在21.5Hz，不在22～32Hz的范围内，Y向振动2的

峰值为21.5Hz，也不在22～32HzHz的范围内，Z向振动3的峰值为25.5Hz，在22～32Hz的范

围内。则，认为工装不满足使用要求。如果风机振动频率在22～32Hz的范围内没有峰值，才

认为工装满足使用要求。

[0048] 本发明进一步提供一种风机运转工装试验系统，该试验系统基于处理器主机而实现，处理器主机搭载试验系统程序，包括：

[0049] 固有频率分析模块：用于分析待验证工装的固有频率；[0050] 频率比较模块：用于比较工装固有频率和风机额定工作频率，具体是将工装固有频率和风机额定工作频率做差值；

[0051] 工装诊断模块：用于根据频率比较模块获得的差值的大小，生成工装试验诊断信号。工装诊断模块与存储比较阈值，如果固有频率和风机额定频率的差值在比较阈值的范

围内，则判断工装满足要求。

[0052] 更进一步的，工装试验系统进一步包括：[0053] 振动传感器：安装在风机上，用于采集风机三个轴向的振动数据；具体的，为了可以准确采集风机轴承处的振动，振动传感器安装在风机轴承处，采集风机轴承处X向、Y向和

Z向的振动数据。

[0054] 工装诊断模块进一步用于：判断风机三个方向的振动是否在风机额定工作频率下存在共振，并生成工装试验诊断信号。具体的，工装诊断模块可以生成如图1所述的振动曲

线图，可进一步通过试验系统与设定范围基准频率，所述工装诊断模块进一步根据三个方

向的振动是否在风机额定频率正负范围基准频率的范围内存在共振，生成工装试验诊断信

号。如果没有共振，则工装满足设计要求。

[0055] 本发明提供的系统和方法对风机运转振动工装验证方法的改进，通过改变风机供电频率的型式改变系统的激振频率，并测量相应的三个方向振动速度值同时绘制曲线来确

认共振峰值，以判断工装设计的合格性。其可实现工装的自动分析，有利于指导工装研发，

缩短开发周期。

[0056] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。