螺旋槳動平衡測試

目標(biāo)是對重量小于 50 公斤、直徑最大 1850mm 的碳纖維螺旋槳進行動平衡測試。碳纖維螺旋槳通常用于航空、無人機或風(fēng)力設(shè)備等領(lǐng)域，其輕量化、高強度特性使得動平衡尤為重要。不平衡會導(dǎo)致振動，縮短設(shè)備壽命，甚至引發(fā)安全隱患。由于螺旋槳直徑較長（1850mm），可能需要雙平面動平衡以確保在整個長度上的振動最小化。

測試方案設(shè)計

設(shè)備需求

基于Dewesoft 方案，以下是推薦的設(shè)備配置：

·       數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：一臺 4 通道數(shù)據(jù)采集設(shè)備（如Dewesoft siriusm-acc+），用于采集振動和轉(zhuǎn)速信號。

·       加速度計：兩只 IEPE 加速度計，用于雙平面測點（分別安裝在螺旋槳兩端的軸承或支撐點）。

·       轉(zhuǎn)速計：一臺光學(xué)轉(zhuǎn)速計（如帶反射貼紙的數(shù)字式轉(zhuǎn)速計），用于測量螺旋槳的轉(zhuǎn)速和絕對角度位置。

·       軟件：DewesoftX 軟件，啟用動平衡模塊，支持雙平面動平衡計算。

·       輔助工具：試重（質(zhì)量已知的小塊物體）、磁性固定支架、強力膠（用于固定加速度計）、計算機。

螺旋槳動平衡測試測試準(zhǔn)備

·       安裝加速度計：將兩只加速度計分別固定在螺旋槳兩端的支撐點或軸承處。使用強力膠確保加速度計與支撐點緊密接觸，避免測量誤差。假設(shè)螺旋槳直徑 1850mm，兩個測點可分別位于距離兩端約 200-300mm 的位置（具體位置需根據(jù)實際支撐結(jié)構(gòu)調(diào)整）。

·       安裝轉(zhuǎn)速計：將光學(xué)轉(zhuǎn)速計固定在磁性支架上，對準(zhǔn)螺旋槳一端的標(biāo)記（如反射貼紙），確保準(zhǔn)確讀取轉(zhuǎn)速和角度。Dewesoft 方案中將轉(zhuǎn)速計對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子端部的皮帶輪，您的應(yīng)用中可選擇螺旋槳軸端。

·       連接設(shè)備：將加速度計和轉(zhuǎn)速計連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，再通過  USB  連接至運行

DewesoftX 軟件的計算機。

4.        測試步驟

參考Dewesoft 的雙平面動平衡流程，具體步驟如下：

1.        初始運行（Run 1）：

1.       在 DewesoftX 中啟用動平衡模塊，選擇“雙平面"模式并輸入螺旋槳的近似轉(zhuǎn)速（需根據(jù)實際運行轉(zhuǎn)速設(shè)定，例如 1000 RPM）。

2.       啟動螺旋槳至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，記錄初始振動數(shù)據(jù)（振幅和相位），作為基準(zhǔn)。

1.       試重運行 1（Run 2 - Plane 1）：

1.       在螺旋槳一端（Plane 1，例如靠近軸端的平面）添加已知質(zhì)量的試重（如 5

克，位置記錄為 0°），再次運行至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，記錄振動數(shù)據(jù)。

2.       移除試重。

1.       試重運行 2（Run 3 - Plane 2）：

1.       在螺旋槳另一端（Plane 2，例如靠近葉的平面）添加試重（可與Plane

1 相同或不同，如 5 克，位置記錄為 0°），運行并記錄振動數(shù)據(jù)。

2.       移除試重。

1.       計算校正質(zhì)量：

1.       DewesoftX 軟件根據(jù)三次運行的數(shù)據(jù)，自動計算每個平面上所需的校正質(zhì)量和角度（基于影響系數(shù)法）。

2.       結(jié)果以極坐標(biāo)形式顯示，例如“Plane 1 需添加 10 克于 45°，Plane 2 需添加

8 克于 120°"。

1.       添加校正質(zhì)量：

1.       根據(jù)計算結(jié)果，在螺旋槳兩端位置添加校正質(zhì)量（可粘貼或鉆孔移除材料）。

2.       再次運行螺旋槳，驗證振動是否降至可接受范圍（如 ISO 1940 G2.5 標(biāo)準(zhǔn)）。

1.       重復(fù)調(diào)整（可選）：

1.       若殘余振動仍超標(biāo)，可重復(fù)步驟 4-5 進行微調(diào)。

2.       注意事項

·       轉(zhuǎn)速選擇：測試轉(zhuǎn)速應(yīng)為螺旋槳實際運行轉(zhuǎn)速，且低于其第一共振頻率的 70%，以確保“剛性轉(zhuǎn)子"假設(shè)成立。

·       傳感器安裝：加速度計和轉(zhuǎn)速計的安裝必須穩(wěn)固，避免松動導(dǎo)致信號不穩(wěn)定。

·       試重選擇：試重質(zhì)量不宜過大（建議 5-10 克），以免過度擾動系統(tǒng)。

·       安全防護：直徑 1850mm 的螺旋槳旋轉(zhuǎn)時需確保周圍無人員，測試區(qū)域需隔離。

3.       預(yù)期結(jié)果

·       測試完成后，DewesoftX 將提供：

o       初始不平衡的振幅和相位圖。

o       每個平面的校正質(zhì)量和角度。

o       平衡后的振動水平（以 mm/s 或g 為單位）。

·       理想情況下，振動應(yīng)降低至符合 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的容差（如 G2.5 或 G6.3，視應(yīng)用需求而定）。

1.       數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

推薦型號：Siriusm-4ACC+（4 通道數(shù)據(jù)采集設(shè)備）

參數(shù)：

·       通道數(shù)：4 個模擬輸入通道（支持 IEPE 加速度計和轉(zhuǎn)速計信號）。

·       采樣率：高達 200 kS/s（每通道），足以捕捉螺旋槳旋轉(zhuǎn)頻率（假設(shè) 1000 RPM ≈

16.67 Hz，第一階頻率遠(yuǎn)低于采樣率）。

·       分辨率：24 位 ADC，確保高精度振動信號采集。

·       輸入范圍：±10 V（兼容 IEPE 傳感器輸出）。

·       電源：9-36 V DC（便攜式供電，適合現(xiàn)場測試）。

·       接口：USB 連接至計算機，運行 DewesoftX 軟件。

·       重量：約 0.74 kg，輕便易攜帶。

·       工作溫度：-10°C 至 50°C，適合常規(guī)測試環(huán)境。

2.       加速度計

推薦型號：Dytran 3055F6（單軸 IEPE 加速度計）

數(shù)量：2 只（分別用于雙平面測點）

參數(shù)：

·       測量范圍：±50 g（假設(shè)螺旋槳振動不超過此范圍，可根據(jù)實際需求調(diào)整至±10 g 或

±100 g）。

·       頻率響應(yīng)：1 Hz 至 10 kHz（覆蓋螺旋槳旋轉(zhuǎn)頻率及其諧波）。

·       靈敏度：100 mV/g（標(biāo)準(zhǔn)值，便于信號放大和分析）。

·       供電：IEPE 供電，18-30 V DC，2-20 mA（由 DEWE-43A 直接支持）。

·       安裝方式：10-32 螺紋底座或粘貼安裝（建議使用強力膠固定于螺旋槳支撐點）。

·       重量：約 10 克（輕量化，不影響螺旋槳質(zhì)量分布）。

·       防護等級：IP65，耐受測試環(huán)境的灰塵和輕微濕氣。

·       工作溫度：-54°C 至 163°C（適應(yīng)多種測試條件）。

安裝建議：

·       兩個加速度計分別安裝在螺旋槳兩端支撐點（如軸承處），距離螺旋槳兩端約 200- 300mm，確保覆蓋雙平面振動。

·       使用強力膠（如 3M DP420）固定，確保傳感器與支撐結(jié)構(gòu)的剛性連接。

3.       轉(zhuǎn)速計

推薦型號：Monarch Instruments ROS-W（光學(xué)反射式轉(zhuǎn)速計）

數(shù)量：1 只

參數(shù)：

·       測量范圍：5 RPM 至 200,000 RPM（覆蓋螺旋槳低速至高速運行范圍，例如 1000 RPM）。

·       精度：±0.01% 或 ±1 RPM（確保相位測量精度）。

·       工作距離：2 cm 至 50 cm（便于對準(zhǔn)螺旋槳端部的反射貼紙）。

·       輸出信號：TTL 脈沖輸出（5V 方波），兼容 DEWE-43A 的數(shù)字輸入通道。

·       光源：可見紅光激光或 LED，確保反射貼紙清晰識別。

·       供電：9-12 V DC（可由外部電池或DEWE-43A 輔助電源供電）。

·       安裝方式：磁性支架固定，調(diào)整角度對準(zhǔn)螺旋槳標(biāo)記。

·       重量：約 0.2 kg，便于現(xiàn)場安裝。

·       防護等級：IP54，適合室內(nèi)或半封閉測試環(huán)境。

·       工作溫度：0°C 至 40°C。

安裝建議：

·       在螺旋槳軸端或葉片根部粘貼一塊反射貼紙（約 1 cm × 1 cm），作為轉(zhuǎn)速計的觸發(fā)標(biāo)記。

·       將轉(zhuǎn)速計固定在磁性支架上，距離螺旋槳約 20-30 cm，確保激光/LED 光束對準(zhǔn)反射貼紙。

設(shè)備配置：

SDSiriusm-4ACC+        

動平衡軟件功能模塊        加速度傳感器 3056F6（含 10 米電纜） 

轉(zhuǎn)速計 Monarch ROS-W        

設(shè)備及軟件現(xiàn)場培訓(xùn)（一天）        

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