1.山西平阳机械厂代表室山西侯马043000：2.山西平阳机械厂山西侯马043000
摘要：主要介绍了某动力装置功率试验振动数据测试方法，使用多通道振动测试系统进行数据采集和分析，详细阐述了测试系统的组成、传感器的布置与安装，试验后振动数据处理步骤和方法。该测试方法解决的关键技术：三向加速度传感器首次在功率试验中使用、功率试验台测试系统与振动测试系统零点同步。
关键词：三向加速度传感器；振动能级；动力装置；零分贝参考值
引言
在连续运转的设备中，包含有大量能够反映设备运行状态的信息，振动信号是最重要的信息来源。在试验中进行连续的振动测试，振动测试的核心是分析，主要进行频谱分析。振动测试系统有着广泛的应用领域，但是在实际工作中，测试需要连接多种仪器和设备，使得测试过程变得繁杂，需要投入更多的人力、物力、时间和精力。
目前，该产品还处于科研阶段，需要通过对动力装置进行振动能级分析，初步掌握动力装置的振动特征。在产品的功率试验中，采用多通道振动测试系统进行振动数据采集和分析。
1振动测点分布与传感器的安装
1.1振动测点分布
某产品功率试验振动测点分布说明：
a.壳体测点分布
为了充分研究壳体的振动特性，在产品壳体上总共布置了8个测点，测点包括：壳体正上方轴向、周向、径向三个方向，壳体海水入口轴向、周向、径向三个方向，壳体后端面的轴向和径向。
壳体测点的布置是为了研究产品的振动传递特性。通过这些测点，能够了解产品壳体各部位的振动情况，从振动的分布与振动的传递两方面着手进行振动特性分析。通过对壳体结构传递特性的研究，探索控制该产品振动噪声与减振降噪的方法。
b．海水泵测点分布
在某产品海水泵共布置测点2个，海水泵侧面径向和海水泵端面轴向。
海水泵和燃料泵是某动力装置主要的振动来源，其中海水泵激起的振动最强，传播范围最广。海水泵在工作时产生的振动噪声较大，海水管路的泵、阀门会引起流量脉动，从而形成强烈的振动。海水泵齿轮啮合激发的振动频率分布很宽，包括高频振动和低频振动。因此，需要对海水泵进行振动测试，找出海水泵的共振频率，降低齿轮振动响应，避免出现共振。
c．燃料泵测点分布
燃料泵是某动力装置主要的振动来源，共布置测点2个，测点包括：燃料泵侧面径向、燃料泵侧面轴向。
燃料泵是动力装置的重要组成部分，燃料泵根据发动机不同工况的要求，完成燃料供给。燃料泵在高速运转的工作过程中产生机械振动，机械振动会传递到壳体，激励壳体振动。功率试验中需要对燃料泵进行振动测试，研究振动的传递规律。
d．发动机测点分布
发动机是某产品的重要组成部分，共布置测点4个，测点包括：隔板正上方径向、隔板右下方轴向、端盖后端面下方偏左径向、端盖后端面左侧轴向。
动力装置中，发动机主齿轮驱动辅机齿轮传动，带动海水泵、燃料泵。发动机各个振源的工作频率一般较低，但是由于加工、装配原因造成工作不正常，会引起发动机各组件的高频振动。发动机振动会通过隔板和后端面传递到产品壳体，引发壳体的振动。
1.2振动传感器的安装
a.传感器的粘贴安装工作分为两个阶段。
第一阶段：由于套壳体后无法在动力装置内部粘贴传感器，因此有6个加速度传感器需要在901装配车间套壳体之前进行粘贴。安装这6个传感器，需要6根1米长的测试电缆进行连接，并安装有BNC转接头，便于在功率试验台进行测试电缆的连接。
第二阶段：其余6个传感器在功率试验台现场进行安装。
b.传感器使用502胶进行粘贴安装，安装前使用酒精擦洗传感器和产品表面，使用单面刀片除去表面的油污和杂质，使得表面平整、光滑，最后使用502胶将传感器粘贴在产品表面。
2振动测试设备
2.1硬件组成
a.加速度传感器
单向传感器：北智13100电压输出加速度传感器，数量6个，频率范围：0.3～10000Hz，加速度范围：±100g。
单向传感器：美国Dytran3035B1加速度传感器，数量4个，频率范围：0.5～10000Hz，加速度范围：±500g。
三向传感器：美国Dytran3273A1T加速度传感器，数量2个，频率范围：0.5～10000Hz，加速度范围：±500g。
在动力装置功率试验中首次使用三向加速度传感器，该三向传感器粘贴在产品上，可以同时测试X、Y、Z三个方向的振动数据，使用非常方便，简化了传感器测试粘贴工作。
b.INV3020C数据采集前端
INV3020C数据采集前端是北京东方振动和噪声研究所开发的多通道采集设备。INV3020C包含一台工控机和6个INV3018G数据采集板卡，INV3018G数据采集板卡通过CPCI插槽安装于工控机中。该采集设备共有24个采集通道。主要参数指标：模拟输入为-10V～+10V，分辨率为24位，每通道最高采样频率为51.2KHz，电压AC、DC、ICP输入，1、10、100倍程控放大。
2.2软件组成
DASPV10智能数据采集和信号分析系统
采样触发方式包括：自由触发、信号触发、多次触发（锤击试验）、转速触发、时钟触发、外触发共6种触发方式。
采样结束方式有：按时间、按长度、按转速、按时钟、手动共5种方式。
该测试系统既可用于在线信号的实时采集与分析，也可用于离线分析，对已采集到的数据进行各种后续处理。
3试验数据处理方法
3.1时间基点确定
根据振动数据的时域信号确定，时间基点误差不超过1s。对采集到的时域信号进行分析，当时域信号发生数量级变化（由不超过1m/s-2的数值变化到几十m/s-2），此时间点与功率试验台测试系统的时间基准基本一致，误差在1s以内。
3.2深度确认
与功率试验台数据采集时间同步，根据功率试验台测试系统的数据曲线，读取最浅深度、稳定工作状态下的压力、转速，计算相应工况下的振动能级。
3.3数据处理方法
a测点各方向的振动能级。
按照公式（1）计算得出各个测点的振动能级。
结论
a.在动力装置功率试验中，首次使用三向加速度传感器进行数据采集，之前的试验中使用的都是单向加速度传感器。通过试验检验和证明，三向加速度传感器使用非常方便，“以一抵三”，采集的振动数据精度高、准确可靠。
b.与功率试验台采集数据进行同步，由于两套测试系统都是在出现“转速”信号时，有明显的数据波动，所以把“转速”确定为两套测试系统数据开始采集的时间零点，以便读取稳定工作状态下的压力、转速参数，计算相应工况下的振动能级。
c.在某动力装置功率试验中，完成振动数据的采集和分析工作20余次，对取得的有价值数据进行分析、汇总、挖掘，对该产品功率试验的振动特征全面了解，为动力装置低振动奠定了技术基础。
参考文献：
[1]查志武，史小锋，钱志博.鱼雷热动力技术[M].北京：国防工业出版社，2006.
[2]刘习军，贾启芬.工程振动理论与测试技术北京：高等教育出版社，2004.
第一作者简介：
黄凤军，1974年06月，男，满族，辽宁清原人，海军工程大学本科，北京理工大学工程硕士，现从事鱼水雷科研、生产和质量监督工作。