基于Hilbert变换的轴系扭振信号分析

扭转振动是轴系常见的振动形式之一,扭转振动将引起轴系材料的疲劳积累,最终导致轴系破损事故,所以扭振的测量非常重要.应用高精度光电编码器测取扭振信号,当扭振发生时,编码器输出的脉冲信号产生疏密变化,扭振信号对编码器输出的脉冲信号进行频率调制.用希尔伯特变换对调制信号进行解调,直观地得到了整个扭振信号的角位移与角速度波形.对调制信号进行了频谱分析,得出扭振频率与激励信号的频率相一致.研究结果为以后将轴系扭振信号用于回转系统状态监测与故障诊断提供了依据.     

发动机轴系扭转振动软件设计

通过对发动机轴系扭振状态进行研究,编制了发动机轴系扭振计算通用软件.其中对自由振动采用Holzer法,对强迫振动采用能量法.通过对几种机型的验算,说明该软件所得计算结果和实测结果相吻合,能较准确地反映轴系的扭振状态,对发动机扭振分析计算有很大参考价值.     

印刷机递纸牙轴扭振测试方法

针对印刷机递纸牙轴的扭振问题,提出了采用编码器来测量摆动轴扭转角的方法,研制出测量扭转角的数据采集和处理系统以及相应的软件.利用所开发的测试系统,以自行研制的摆动轴扭振试验台为测试对象,应用ZonicBook/618E数据采集设备,在试验台上对摆动轴的扭振进行了测试,分析了测试数据,并给出了分析结果.结果表明,该方法可实现对于摆动轴扭振信号的测量.     

发动机轴系扭转振动软件设计

通过对发动机轴系扭振状态进行研究，编制了发动机轴系扭振计算通用软件．其中对自由振动采用Holzer法，对强迫振动采用能量法．通过对几种机型的验算，说明该软件所得计算结果和实测结果相吻合，能较准确地反映轴系的扭振状态，对发动机扭振分析计算有很大参考价值．     

提高轴系扭振信号时频转换精度的方法

为了高精度地对扭振信号进行测试和处理,针对脉冲计数式扭振信号时频转换中的误差原因,提出了对扭振信号进行等时间间隔二次采样和对扭角计算公式进行修正2种方法来提高扭振信号时频转换精度。通过在整周期和非整周期标准扭振信号的时频转换中进行对比,证明2种方法对提高扭振信号时频转换精度均是有效的,而且利用修正的扭角计算公式所得的扭角信号为等时间采样信号,免去二次采样的过程,既能够保证时频转换的精度要求,又不会影响计算速度。此外,通过研究发现平顶窗对减小扭振信号截断所带来的泄露误差效果最好,增多齿盘的齿数或使用高精度的编码器会提高扭角时频转换的精度。     

双质量飞轮传动轴系扭振模拟试验台研究

研制了采用双质量飞轮的传动轴系扭振特性测试试验台;介绍了试验台的模拟方法和设计原则;利用该试验台对轴系扭振特性进行了测试.试验结果表明,该试验台设计合理,能够较好地模拟传动轴系的振动特性,可用于验证双质量飞轮传动轴系扭振的研究机理.     

大型透平压缩机机组扭振分析方法及数值比较

大型透平压缩机组的转子系统是齿轮耦合轴系,工程上常用折合法或扭转耦合对这类机组进行扭振分析.通过数值计算将这两种方法与弯扭耦合计算方法进行了比较与分析,结果表明,目前工程中广泛使用的折合法或扭转耦合算法不能完全反映该类机组的扭转动力学特性,存在缺陷.为了使机组避免一切有害的扭转振动,在进行机组扭振分析时,必须考虑机组转子横向振动对扭转振动的影响,应用弯扭耦合振动理论进行系统分析.     

旋转机械扭振检测方法的研究现状及展望

旋转机械扭振是影响旋转机械工作可靠性和使用寿命的主要因素之一,近年来由于扭振引起的大型机组事故日益增多,因此如何检测扭振成为机械行业一大重点.扭振的检测过程可分为扭振信号的测量和扭振信号的提取分析这两个步骤.将扭振信号的测量方法分为接触式测量法和非接触式测量法两类,将扭振信号的提取分析方法分为基于傅里叶变化法和基于信号分解法两类,并对这几类方法中的具体每种方法进行了介绍,详细地阐述了每种方法的工作原理、研究意义、实际应用以及优缺点,最后对这几类方法的发展趋势进行了展望,希望对今后的旋转机械扭振检测方法的研究起到一定的参考和指导作用.     

汽轮发电机组轴系扭振物理模拟及测试分析软件

介绍了5kW动态模拟扭振发电机组轴系结构设汁、轴系扭转固有特性计算和机组轴系扭振测试分析软件包TVAP—M的设计。TVAP—M软件包具有进行扭振信号采集、快速付里叶变换、相关与功率谱分析和频率响应分析等功能。在该模拟机上进行了扭振试验,试验表明:机组轴系扭振物理模型完全达到预想的要求;TVAP—M软件包运行准确可靠。     

汽轮发电机组次同步谐振及轴系扭振试验研究

分析了具有串联补偿电容电力系统机电扭振互作用的机理,构建了次同步谐振下的扭振测试系统,进行了机电耦合互作用下的次同步谐振及轴系扭振的试验。试验分析了不同补偿度下的扭振信号和发电机电流信号,试验表明补偿度越高,电力系统中次同步谐振电流越大,次同步谐振发生的危险性也越大。试验结果与模拟系统在电网故障工况下次同步谐振的数字仿真结果一致,说明了试验的有效性和它的实用价值。     

Bending-Torsional Coupled Vibration Test of Large Power Gear Transmission System

In order to test the bending-torsional coupled vibration characteristics of the multi-shafts gear transmission system of large power vehicles, a torsional vibration exciter was used to apply torsional excitation on the gear transmission systems and thirty-two acceleration sensors were used to measure the tangential acceleration of each shaft. Torsional vibration signals and bending vibration signals of each measuring point were obtained by calculation of the four-point-response signal. The modal parameters of gear transmission systems including nature frequency, modal shape and modal damping ratio were obtained by identifying modal parameters of the torsional vibration signal and bending vibration signal. The characteristic of the bending vibration and torsional vibration of the gear systems were studied through the analysis of the nature frequency and modal shape. The nonlinearity characteristic of the gear transmission system was investigated through single frequency excitation test, which can be the foundation for further nonlinearity research.     

基于粒子群优化五阶段S曲线加减速控制算法

针对同步带传动印刷机启动中的扭振问题,建立了传动带系统的数学模型,通过分析模型找出引起扭振的主要原因,且搭建同步带传动试验平台对扭振现象进行研究.采用五阶段S曲线加减速方法对电机启动输入信号进行规划来抑制系统扭振,并提出运用粒子群优化算法,解决了规划五阶段S曲线参数选取困难的问题.通过仿真试验和试验平台验证可行性,证明了优化后的五阶段S曲线输入信号避开了谐振频率,在较小的牺牲同步带系统动态性能的同时大幅度抑制扭振.     

两种传递路径不同振动信号的特征分析

针对齿轮故障诊断中使用的齿轮箱箱体振动加速度信号的传递环节多,信号存在非线性交叉耦合的情况,研究了使用从传动轴端测取的扭转振动信号进行诊断的方法.对比了这两种传递路径不同振动信号的双谱特征,箱体振动加速度信号的传递路径复杂,导致其频率成分复杂;而扭转振动信号的传递环节少,获取信号的路径直接,干扰因素减少,信号频率成分比较单纯,利用通常使用的谱分析,故障特征就可以清晰地提取出来,利于齿轮故障的准确判断.     

相位解调与扭转振动分析

扭转振动可以看作轴的回转运动的相位调制，如果能从回转轴上检测出编码脉冲，那么，在一定条件下，对编码脉冲的相位解调就可提取出扭转振动信号。实现这一分析过程的有效方法是利用傅里叶变换和希尔伯特变换将实编码信号变为复信号，分解出该复信号的相位分量，从而得到扭转振动的角位移－时间历程以及频谱。本文介绍这一方法的原理及实际分析结果。     

基于振动中心固定的静偶分离摆架研究

传统双面立式平衡机由于摆架结构关系,振动中心不固定,往往导致实际测量误差较大,静偶分离效果不佳。通过对传统双面立式平衡机振动模型的理论推导,建立了传统双面立式平衡机振动中心的位置公式,计算出簧板绕振动中心的扭转刚度。依据振动中心和扭转刚度的相关参数变化趋势图,分析出传统平衡机测量误差来源。以误差来源提出一种能够保持振动中心固定的静偶分离摆架结构,同样基于振动模型推导了振动中心位置公式,验证了振动中心的不变性;依据静偶分离摆架系统的扭转刚度公式,得到常量刚度值,实现了传感器的测量稳定。另一方面通过对不同结构参数下静偶分离摆架的模态分析,发现了摆架结构的独特分离性。即柔性铰链只传递摆动信号而平动簧板只传递平动信号,两者在功能上相互独立从根本上决定了摆架的静偶分离。同时模态分析结果与不同形状柔性铰链的静力分析结果为摆架结构的优化设计提供了参考依据。最后动平衡测量实验表明,静偶分离摆架有效的提高了对低速旋转载荷的静偶分离能力。     

基于虚拟仪器的车辆传动系统扭振测试与分析

针对车辆的工作转速通过系统的共振转速区时,会发生扭转共振,从而产生较大的噪声并对车辆的行驶造成影响的问题,以搭建的扭振实验台为对象,运用模态分析法对发动机和传动系统的扭振模型进行固有频率的理论计算。在阶比分析方法的基础上,结合转速跟踪和等角度采样技术,设计出基于虚拟仪器的扭振测试与分析系统。通过对二挡工况下传动系统升速过程的扭振测试与分析,证明传动系统在实测转速范围内发生了扭转共振。结合其他测试仪的测试结果对比分析,验证了结论的正确性。     

转子动态过程弯扭耦合振动的仿真和实验

利用弯扭耦合振动微分方程,仿真研究了弯曲振动与扭转振动的相互影响。研究结 果表明,轴系上的不平衡使得弯曲振动和扭转振动之间产生耦合,导致轴系上发生扭转振动。 当轴系上发生扭矩冲击时,将发生频率为固有频率的扭转振动,弯振的振幅稍有增大。实验 研究证实了仿真研究的结果。仿真研究表明,当轴系转速在弯扭耦合区而没有发生弯扭耦合 时,扭矩冲击可能会导致转子发生较大的弯曲振动和扭转振动。     

A new hybrid piezoelectric ultrasonic motor with two stators

A new hybrid piezoelectric ultrasonic motor, which consists of one rotor and two stators, was proposed in this paper. In order to match the resonance frequencies of longitudinal vibration and torsional vibration excited in the stators, a symmetrical structure was adopted in design of the motor. A so-called mass matching method, namely adding two rings to the outside circumference of the two stators respectively, was used to adjust the resonance frequencies of these two vibrations. A finite element model was developed using ANSYS software for the purpose of analyzing the resonance frequencies of longitudinal vibration and torsional vibration as well as the function of the adjusting rings. The results show that the resonance frequency of torsional vibration varies with the position of the ring, but the resonance frequency of longitudinal vibration changes little. By means of adjusting the mass and the position of the rings, the first order resonance frequency of longitudinal vibration is coincided with that of torsional vibration and the value is 20.75kHz. An experimental prototype motor was fabricated according to the analytical results and its performance is in agreement with the theoretical predictions. The speed of motor reaches the maximum 92r/min at the working frequency 19.0kHz.