单盘柔性转子瞬态平衡

19世纪50年代发展起来的柔性转子瞬态平衡方法已发展的十分成熟。本文在这种相对成熟的方法的基础上,通过对单盘柔性悬臂转子的加速瞬态动力响应特性的分析研究,建立了单盘柔性悬臂转子的瞬态动平衡方法。该方法只需转子的一次加速启动过程就可识别出转子不平衡的方位。再通过一次加试重加速启动过程可以识别出转子不平衡量的大小。仿真研究结果表明,本文的方法是有效和实用的。     

柔性转子不平衡响应及初始弯曲振动特性研究

以悬臂式热弯曲转子、Jeffcott转子、双简支光轴转子为对象研究单转子初始弯曲及不平衡响应的振动特性 ,采用传递矩阵法计算了临界转速、初始弯曲响应及不平衡响应 ,得出了普遍的规律。计算了双简支等截面光轴转子偏心距按各阶振型分布的不平衡响应 ,证实了柔性转子振动主振型正交性的性质 ,介绍了一套有助于柔性转子模态平衡法理论分析的通用程序     

单盘转子的瞬态不平衡动力相应分析

建立了Jeffcot转子的瞬态运动方程,采用S imu link程序进行数值仿真,得到转子系统在不同加速度下的瞬态动力响应。就不同加速度下转子系统振动的振幅、相位、进动角速度随时间和转速的变化规律分别作了较详细的讨论,得出了相应的结论。发现转子变速越过临界转速时,振幅、相位和进动角速度均与转子偏心相对于转子挠曲面的位置有关。进动角速度波动的极小值和极大值都对应着响应曲线过临界后波动的极小值。振幅、相位、进动角速度在过临界后的波动频率随转速增加而增加。该仿真结果与试验结论相吻合[4]。     

基于不平衡响应的柔性转子系统动态参数识别研究

本文提出了一种利用柔性转子本身不平衡响应作为激励,利用小波变换理论去除噪声,获取不平衡响应信号,识别油膜特性系数的新方法,实验结果评价表明,识别值具有较好的精度。     

柔性转子加速过临界瞬态响应特征分析

对于工作一阶或多阶临界转速以上的转子系统,转子如何安全平稳越过临界转速已成为研究热点。本文中建立了考虑变速转子运动微分方程以及越过临界转速时瞬态动挠度随速度变化的新模型,通过Newmark-β积分法得到越过临界转速的动挠度、进动角速度随加速度和阻尼系数变化的曲线,得出加速度和阻尼系数会影响进动角速度及动挠度波动频率和幅度。小阻尼系数会加剧转子过临界的波动并产生反进动以及反进动与动挠度变化的对应关系,阻尼系数大到一定数值能使转子平稳越过临界转速等一系列规律。     

转子不平衡响应计算结果判断标准的探讨

本文通过转子不平衡响应计算结果与试验析比较，指出了计算结果可能出现的偏差，出现偏差的 及在实际中应如何考虑的问题。     

橡胶支承转子不平衡响应试验研究

通过数值计算和实验研究橡胶支承柔性转子系统的不平衡响应。采用基于Timoshenko连续梁理论的有限单元法分析实验转子的临界转速、模态振型和不平衡响应。用Kelvin-Voigt线性粘弹性模型表示橡胶的动态特性。结果表明,使用损耗因子为0.1~0.4的常用橡胶材料可极大地降低转子系统的临界振动响应。3种不平衡量值时,转子一阶临界转速和振幅的试验和数值计算结果吻合较好。受橡胶材料非线性特性的影响,实验和数值计算结果间的偏差随不平衡量的增加而增大。     

柔性转子无试重模态动平衡方法与试验

为解决影响系数法和模态平衡法需添加试重的问题,进一步提高转子动平衡效率,在模态平衡理论的基础上,推导出一种高速柔性转子无试重模态动平衡方法.该方法利用有限元软件对转子进行动力学特性数值模拟,从中获取转子的各阶模态振型函数.结合实时测得的转子不平衡瞬态响应数据,利用建立的无试重模态动平衡方法计算出转子的不平衡量大小及方位.为验证该方法的正确性,在一高速柔性模拟转子试验器上进行了无试重动平衡试验,一次平衡后转子过临界时振幅平均降低70％以上.试验结果表明,该方法能有效、准确、快速地获取柔性转子的不平衡量大小及方位.     

有初弯的单盘不平衡转子等加速过临界时的瞬态响应分析

以具有初始弯曲横置Jeffcott转子系统为研究对象,建立含有初始弯曲和加速度项的运动微分方程。通过数值分析,就不同初始弯曲、不平衡和外阻尼对转子加速过临界时的动挠度、相位角和进动角速度的变化规律进行了详细的讨论。结果表明:在转子达到临界转速时,转子的动挠度幅值随着初始弯曲的增加或者外阻尼的减小而迅速增加;不平衡对转子在临界转速前后的动挠度影响较为明显,并且近似呈线性关系变化。不同的外阻尼和不平衡对转子系统的相位角和进动角速度变化都有较大的影响。     

双盘柔性转子突加不平衡瞬态响应研究

转子系统在运转过程中可能由于叶片断裂等原因造成自身不平衡量突然增大,转子系统在突加不平衡条件下的响应特性是一个很值得关注的问题。运用传递矩阵法建立了双盘转子系统的运动微分方程,以Newmark-β积分法求解,模拟对比了转子系统在稳态和瞬态两种运转状态下的突加不平衡响应。结果表明:加速起动下转子越过临界转速后突加不平衡引发的震荡波动与自然波动频率一致;震荡波动的最大振幅与阻尼、突加不平衡总量及系统瞬时转速相关,波动的持续时间主要受系统阻尼影响;不同盘上发生突加不平衡,对临界转速处的响应振幅影响不同。     

柔性转子现场动平衡误差研究

从提高实际转子现场平衡精度的角度出发,系统研究了动平衡中存在的各项主要误差,并给出了减小这些误差的相应对策。通过对平衡误差定性与定量的分析,以期能够指导在平衡实践中减小误差,提高转子的平衡质量。     

两种球形转子平衡装置干扰力矩的比较

检测球形转子质心偏移量的基本原理是通过测量转子在悬浮状态下由摆性力矩造成的摆动周期而确定的 ,因此悬浮装置的干扰力矩必须足够地小。比较了半碗六电极静电悬吊式和中心小孔供气球冠支承式两种平衡装置的干扰力矩 ,其中包括守恒力矩和非守恒力矩。通过仿真计算并结合实际应用条件 ,得出了气浮支承适用于转子粗平衡 ,静电悬吊可以用于高精度平衡的结论     

遗传算法在柔性转子动平衡中的应用

现行的柔性转子动平衡技术离不开多次添加试重加起车，通常的无试重平衡法存在着过多的假设和对轴承先验知识的依赖，限制了其在工厂中的应用。通过建立以轴承参数和不平衡量的输入、轴承处振动响应为输出的系统模型，利用遗传算法逆向求解出不平衡量。藉此，料可大致了解旋转机械处于运行状态时轴承的参数和工作状态。     

基于柔性转子动力特性分析的动平衡技术

阐明柔性转子进行动力特性分析的必要性,提出采用有限元分析软件ANSYS求解转子动力的特性,并运用转子动平衡技术思路。对转子进行模态、谐响应和瞬态响应分析,求出转子的前三阶固有频率,得到在不同形式外力激振下转子的响应特性。研究了柔性转子的迟滞特性和减幅特性以及平衡此类柔性转子的基本方法,为实际工程应用提供理论参考。     

轴承刚度对血泵转子系统的模态影响分析

为了研究轴承的支承刚度对轴流式血泵转子系统振动特性的影响,以血泵转子系统为研究对象,利用ANSYS软件,采用有限元法,得出了在不同轴承支承刚度下血泵转子系统的前五阶固有频率和对应的振型。通过研究表明:在不同轴承支承刚度范围内,轴承支承刚度的大小对血泵转子系统的固有频率影响不大,并且血泵转子系统模态振型变形微小;由于该血泵转子系统固有频率较大且远离生活环境中的振源频率,所以在进行血泵转子系统的设计时,不需要考虑共振的影响因素。     

滚珠自动控制转子不平衡响应的动力学机理

通过理论分析和数值计算,研究在Jeffcott转子的圆盘里加入单、双滚珠的转子系统的周期解及其稳定性。研究表明,转子在临界转速以下运行时,单、双滚珠均使转子的静不平衡振动加剧,平衡恶化;而在临界转速以上运行时,特定参数的单滚珠能使转子自动达到静平衡,而参数设计合理的双滚珠始终能使转子达到自动静平衡,能有效地消除不平衡振动。另外,由于滚珠运动的影响,在转速刚过临界转速附近,系统发生自激振动。     

基于有限元法的柔性转子虚拟动平衡研究

为了有效地降低回转机械由于质量不平衡引起的振动故障，基于转子动力学理论和有限元数值分析方法，进行了柔性转子系统虚拟动平衡研究。提出了若干种降低系统振动的平衡方案，并分别对平衡结果进行了有限元数值仿真，以寻找最优的平衡方案。实验验证了虚拟动平衡提出的最优平衡方案，该方法可最大限度地降低旋转机械系统实际动平衡过程的启动试机次数。     

柔性转子键相信号初始相位及振动信号相位的确定

在柔性转子动平衡实践中，为获得理想的平衡结果就必须比较精确地确定振动信号相位，因此也就必须首先获得更准确的键相信号的初始相位。为确定振动信号的相位，国内外普遍采用硬件方法来达到确定振动信号相位的目的，因此有比较大的局限性。为克服其局限性，文中提出了具有较高精度的确定键相信号初始相位及振动信号相位的方法，具有不需要专门硬件支持的优点，而且使用方便，很适合现场应用     

轴承-转子系统模态参数时域识别的研究

轴承－转子系统模态参数时域识别对于回转机械的状态监测与故障诊断具有重要意义。然而，一般时域识别方法通常存在对系统定阶的困难，因此本文提出一种逐步扩阶的ＳＴＤ方法，并在双跨转子实验台上进行了模态参数识别实验，结果表明，该方法较好地解决了对系统定阶的困难，可以取得良好的识别结果     

Modal identification of spindle-tool unit in high-speed machining

The accurate knowledge of high-speed motorised spindle dynamic behaviour during machining is important in order to ensure the reliability of machine tools in service and the quality of machined parts. More specifically, the prediction of stable cutting regions, which is a critical requirement for high-speed milling operations, requires the accurate estimation of tool/holder/spindle set dynamic modal parameters. These estimations are generally obtained through Frequency Response Function (FRF) measurements of the non-rotating spindle. However, significant changes in modal parameters are expected to occur during operation, due to high-speed spindle rotation.The spindle's modal variations are highlighted through an integrated finite element model of the dynamic high-speed spindle-bearing system, taking into account rotor dynamics effects. The dependency of dynamic behaviour on speed range is then investigated and determined with accuracy. The objective of the proposed paper is to validate these numerical results through an experiment-based approach. Hence, an experimental setup is elaborated to measure rotating tool vibration during the machining operation in order to determine the spindle's modal frequency variation with respect to spindle speed in an industrial environment. The identification of natural frequencies of the spindle under rotating conditions is challenging, due to the low number of sensors and the presence of many harmonics in the measured signals. In order to overcome these issues and to extract the characteristics of the system, the spindle modes are determined through a 3-step procedure. First, spindle modes are highlighted using the Frequency Domain Decomposition (FDD) technique, with a new formulation at the considered rotating speed. These extracted modes are then analysed through the value of their respective damping ratios in order to separate the harmonics component from structural spindle natural frequencies. Finally, the stochastic properties of the modes are also investigated by considering the probability density of the retained modes. Results show a good correlation between numerical and experiment-based identified frequencies. The identified spindle-tool modal properties during machining allow the numerical model to be considered as representative of the real dynamic properties of the system.