ANALYSIS OF METHOD FOR DETERMINING AZIMUTH OF PRINCIPAL AXIS OF INERTIA BASED ON DYNAMIC BALANCE MEASUREMENT

The dynamic balance quality of a rotating object is an important factor to maintain the stability and accuracy for motion. The azimuth of the principal axis of inertia is a major sign of dynamic balance. A usual method is measuring moment of inertia matrix relative to some base coordinates on a rotary inertia machine so as to calculate the azimuth of principal axis of inertia. By using the measured unbalance results on the two trimmed planes on a vertical hard bearing double-plane dynamic balancing machine, the dimension and direction of couple unbalance can be found. An azimuth angle formula for the principal axis of inertia is derived and is solved by using unbalance quantities. The experiments indicate that method based on dynamic balancing measurement is proved rational and effective and has a fine precision.     

工件质量和位置对单面立式平衡机测量误差的影响

针对永久标定式单面立式动平衡机对不同质量、不同高度的工件存在较大测量误差的问题,提出了一种用摆架扭摆效应分析误差来源的方法。将摆架系统处理成二自由度振动系统,根据力学原理建立了振动系统的运动方程;推导了系统振动中心的变化规律公式,分析了转速、工件位置和质量对振动中心的影响;推导了簧板绕振动中心的扭转刚度公式,同时分析了扭转刚度与振动中心位置间的关系。通过实验验证了扭转效应随工件质量、位置的变化规律,证明了簧板扭转刚度公式的正确性,分析了永久标定产生的误差,最大误差率为34.41%,说明了永久标定算法的不合理性,为优化测量算法提供了参考。     

精密离心机动平衡单传感器测试方法的研究

为了增大测试传感器输出的信噪比，提出硬支承外盘刚性转子新的动平衡测试方法。在精密离心机主轴轴线的某一平面内放置1个电容测微仪，测试主轴某个横截面某个圆周不同位置在轴向上的振动量。准静态时，改变轴承气压，测得静不平衡矢量，移动上下校正面上的平衡块消除静不平衡；在此基础上，测得偶不平衡矢量，移动上下校正面上的平衡块消除偶不平衡。应用计算机，从数据采集、处理到控制动平衡执行机构，实现了精密离心机现场动平衡。     

Rotordynamic analysis and experimental validation of a high speed induction motor made by copper die casting process

A copper die casting induction motor can obtain an energy saving effect of about 2–3% compared to previous aluminum die casing induction motors. In addition, copper die casting motors can reduce the size of motors and reduce material costs. The critical speed and unbalance response of high speed machines need to be verified by rotordynamic analysis for dynamic stability of the rotors. The critical speed analysis, harmonic analysis and transient analysis by unbalance are performed for dynamic stability. The unbalance analysis results are compared with the experiment considering allowable vibration displacement (API 611) and balancing grade (ISO 1940-1). This paper dealt with the design, analysis and experimental validation of a high speed induction motor. The dynamic stability of the prototype is verified successfully, and two experimental methods by ISO 10816-3 are suitable and reliable for the allowable vibration evaluation of rotating machine.     

某X波段机场场面监视雷达现场动平衡试验研究

文中对某X 波段机场场面监视雷达天线样机的动平衡性能进行了测试和分析。通过动平衡测试出不平衡的位置和大小,然后在对称方向加上相应的质量来配平衡,将不平衡引起的振动及振动力减少到允许范围内。试验表明,现场动平衡试验操作简便,降低了试验成本,并且可以避免二次装配带来的误差。现场动平衡试验及分析表明,该天线转子动平衡性能满足精度要求。这说明样机在设计、加工过程中对质量偏心问题处理得较好,并且在增加配重后能获得较好的动平衡性能。这种对大型转子的现场动平衡试验技术作为一种成熟和实用的技术为企业带来了可观的经济效益。     

XSP800收排线机的结构分析与疲劳分析

在收排线机的设计计算中,以往都是基于经典力学和经验公式,其计算精度难以保证。利用有限元软件ANSYS对收排线机机架进行结构静力分析、模态分析和疲劳分析,得出了机架结构在多工况下的应力、应变云图,固有频率与振型,以及疲劳寿命。从静强度,动强度和疲劳寿命3个方面对机架设计方案进行评价,验证了原始结构的合理性。有限元分析结果为结构的进一步改进和优化提供了参考。     

Automatic balancing of flexible vertical rotors using a guided ball

Automatic balancing of flexible vertical rotors using a ball guided to move freely in a circular groove housed in the rotor disk is studied. The dynamic interaction between the balancing ball and the rotor is investigated using an undamped three-degrees-of-freedom system model in a rotating reference frame. The centrifugal force on the balancing-ball moves it to a relative rest position in the groove and thereby modifies the effective rotor unbalance. The stability of balancing ball position during the rotor whirling motion is analyzed and the conditions under which the unbalanced rotor vibration can be neutralized by the automatic balancer are identified. The stability results are presented graphically to facilitate an effective automatic balancer design. The results show that the automatic balancer can neutralize the unbalance whirling motion of the rotor, when operated at speeds higher than its critical speed.     

基于最小二乘法的转子不平衡振动信号的提取

不平衡振动是旋转机械失效的重要原因,实现精确平衡必须从强噪声中提取出与主轴转速同频的不平衡量振动信号,因此,不平衡振动信号的准确提取是进行转子动平衡的前提。基于最小二乘法的原理,通过建立提取转子振动不平衡信号的数学模型,提出了一种准确提取转子不平衡振动信号的方法。基于该方法,并通过Matlab仿真分析,有效提取了转子振动不平衡信号。研究表明,基于最小二乘法的转子振动不平衡信号提取方法能够准确提取转子不平衡振动的幅值和相位信息,该方法可用于转子不平衡振动监测及动平衡等方面。     

圆桌机悬臂支撑架的有限元分析

悬臂支撑架是圆桌机的重要基础部件,它的动态和静态特性直接影响机床的加工精度及精度稳定性。采用有限元软件ANSYS,对悬臂支撑架进行静力分析与模态分析,得到应力分布规律和振动特性。静力分析结果表明该悬臂支撑架的强度和刚度都满足设计要求;模态分析结果表明加强筋和前后连接板的局部刚度相对薄弱,但悬臂支撑架总体固有频率满足稳定性要求。根据分析结果,悬臂支撑架有优化的空间,为进一步改进支撑架结构提供了理论依据。     

精密离心机静偶不平衡分离的研究

分析惯导用精密离心机动平衡测试系统的测试信号;分别研究静不平衡与偶不平衡作用下转子的回转中心,分析静不平衡与偶不平衡的输出信号,求得静不平衡与偶不平衡,对干脆步平衡及偶不平衡分别在双校正面上进行了分离。解决由于测试点不在转子的支承处,所测得的振幅无法直接应用于静偶不平衡分离的力方程和力矩方程中的问题。     

The stability of active balancing control using influence coefficients for a variable rotor system

High-speed rotating machines can be very sensitive to rotating mass unbalance that is a major source of harmful vibration for many types of rotating machinery. A balancing procedure is therefore needed for all high-speed rotating systems. To save the time and cost of off-line balancing, many researchers have developed on-line balancing devices and methods. In this paper, an active balancing device, which is of an electro-magnetic type, has been developed and an active balancing method using the influence coefficient method is proposed. The stability of active balancing control is studied in this paper. A stable condition for active balancing control is derived by estimating the errors of influencing coefficients. A gain scheduling control using influence coefficients of the standard model is proposed when the dynamic characteristics of a rotor system are changed. The stability of the balancing method is verified by experiments.     

精密离心机静偶不平衡分离新方法的研究

提出了一种新的静偶不平衡分离方法。在精密离心机机座下放置三个地脚，用一个测力传感器代替其中一个地脚。分析了测力传感器的输出信号，静态测试测得静不平衡后，进行动态测试并计算获得偶不平衡，再对静不平衡与偶不平衡在双校正面上进行分离。     

横切割头掘进机械振动特性研究

首次对大型采掘机械AM50掘进机进行了系统的振动特性研究和结构动态设计,包括振动测试、工作载荷谱测定、试验模态分析、动态特性分析及结构优化仿真等。该研究成果对AM50掘进机的结构优化修改及新机型的设计具有重要的参考价值。     

精密离心机自动动平衡新方法的研究

使用计算机,从数据的采集、处理到控制动平衡执行机构,实现了精密离心机现场高精度调平衡的自动化。精密离心机动平衡系统由两个测试面（每个测试面上放置两个电容测微仪）、测角元件及两个校正面（每个校正面上放置四个平衡块及相应的步进电动机）构成。电容测微仪测得上下测试面处的振动矢量,上下测试面振动矢量之和的相位是静不平衡的相位。通过多次移动平衡块减小静不平衡,测得每次移动平衡块后上下测试面的振动矢量,直至上下测试面振动矢量的大小相等且方向相反为止,这时的静不平衡为零,只有偶不平衡作用在转子上。通过多次移动平衡块减小偶不平衡,直至达到动平衡精度要求为止。     

大型船用螺旋桨悬挂式高精度静平衡机研究与实验

针对大型船用螺旋桨传统的平衡轴挂重法的弊端,介绍了一种适合大型船用螺旋桨的悬挂法立式静平衡检测方法,并且开发出了以静压球面轴承的油浮理论为基础和采用汽缸检测不平衡度的高精度平衡机.给出了该静平衡机的结构原理,研究了悬挂系统、定心系统、悬浮系统和控制系统的基本构成和工作方式,对静压球面轴承进行了受力分析,并且阐述了悬挂法立式静平衡机的工作过程.经过实验证明该新型静平衡机性能稳定、检测方便、检测精度高,完全达到大型船用螺旋桨的静平衡检测要求.     

外界振动对精密离心机动平衡测试的影响

为从精密离心机动平衡测试信号中分离出外界振动的干扰信号,分析了惯导用精密离心机动平衡测试系统的测试信号,研究了静不平衡与偶不平衡作用下转子的回转中心,分析了来自地基水平方向的外界振动及外界角振动对精密离心机动平衡测试的影响。根据动平衡测试系统噪比对外界振动提出了要求。     

高速不平衡振动压液式轴内装自愈调控系统

高速智能装备如何少故障或者无故障长周期运行受到国内外学者的广泛关注,而不平衡振动是其典型故障之一,目前尚缺少有效地在线抑制措施。介绍一种可集成安装在转轴内部的新型压液式不平衡振动自愈调控系统,基于压缩空气驱动平衡液体转移的基本原理,可通过在线调整执行器自身质量分布,实时抑制高速装备的不平衡振动,进而提高其运行安全性和可靠性。定量分析平衡执行器的平衡速度和平衡精度等性能参数,并通过在模拟试验台上验证该系统的有效性。试验结果表明,所述压液式自愈调控系统在多个转速下均可将试验台的不平衡振动有效抑制在0.4 μm以下,振动降幅均在80%以上,最高试验转速达15 600 r/min。为后续高速不平衡振动自愈调控系统的实际工业应用奠定了技术基础。     

基于有限元分析的数控机床床身结构动态优化设计方法研究

运用结构动态设计原理和有限元法(finite element method)的变量化分析技术,提出一种数控机床床身结构的动态设计方法和流程。结构的固有频率越高,其动、静刚度越好。以一立式加工中心床身为例,先提取床身的典型元结构和框架结构对其进行优化,在此基础上以床身结构固有频率为优化目标,以元结构和框架结构优化结果为依据,提出该床身结构若干改进方案,并对各方案进行比较分析。文中提出的方法可推广到其他结构的动态设计中。     

全矢动平衡方法平衡精度的动力学研究

首先依据全矢谱理论,介绍了全矢动平衡方法的基本思想;然后从分析单圆盘转子模型的振动入手,得出转子水平和垂直方向不平衡响应与转子系统特征参数之间的关系;接着从不平衡灵敏度的角度,推导出了全矢动平衡方法与传统动平衡方法各自的不平衡灵敏度表达式,因为不平衡灵敏度高的转子平衡精度较高,通过比较全矢动平衡方法与传统单通道动平衡方法各自的不平衡灵敏度,证明了全矢动平衡方法具有较高的平衡精度,最后通过实验验证了文中理论分析的结论。     

XH715型机床床身动静态有限元分析

XH715型机床床身是肋板式框形结构，利用ALGOR有限元软件对床身进行了模态、静态和谐响应分析，得出了该床身动静态性能参数，分析结果表明床身设计结构较为合理，可应用于实际生产。