全矢动平衡中最佳平衡位置研究

介绍了基于双通道信息融合技术的全矢动平衡的具体算法,并通过对转子-轴承系统动力学模型分析,推导了全矢动平衡中各关键参数的计算公式。利用有限元软件ANSYS对转子-轴承系统仿真模拟,并进行了双圆盘和三圆盘的全矢动平衡仿真计算,然后对平衡效果进行一一对比,结果表明:在全矢动平衡中平衡面位置的选择会直接影响到动平衡的精度,通过对全矢动平衡最佳平衡面的选择,可以进一步提高全矢动平衡的精度,有效提高动平衡的准确性和可靠性。     

各向异性支撑转子的全矢动平衡技术研究

传统的平衡方法对于具有显著各向异性转子的不平衡响应会产生测量和评价上的误差。从信息融合的视角,分别在忽略和考虑了非线性因素两种情况下对各向异性转子的不平衡响应的规律进行研究。在全矢谱理论和传统影响系数法的基础上,对各向异性转子采用双传感器信息融合的方法进行不平衡响应的测量。通过实验来验证动平衡中各向异性的存在及其对不平衡响应的影响,和全矢动平衡技术对平衡各向异性支撑转子的有效性,为新的动平衡方法研究提供理论上的依据。     

全矢动平衡方法及其实验研究

将全矢谱技术应用于转子动平衡领域,提出1种新的转子动平衡方法——全矢动平衡方法(FVDB),给出了该方法的实现途径和核心算法.与传统影响系数法相比,该方法具有精度高、评价方法客观的优点.实验表明:该平衡方法效果好,操作简单,经该方法平衡过的转子,测得的振截面各个方向的振动都能控制到较低的水平,弥补了传统平衡方法单方向振动降低而其他方向振动仍处于超标状态的严重缺陷.     

同轴式微速差双转子系统整机动平衡方法研究

同轴式微速差双转子系统的不平衡振动信号是由内、外转子各自不平衡振动叠加而成的拍振,通过研究拍振波形的特征,提出不通过解拍,有效分离内、外转子各自不平衡振动响应的方法;通过理论分析和试验研究发现内、外转子不平衡振动之间的相互影响很小,提出用8影响系数法实现该类转子动平衡的方法。通过对双转子系统进行外转子单独平衡和内、外转子同时平衡的成功实践,证明8影响系数法能在保证足够高的平衡精度下,快速、高效地解决同轴式微速差双转子系统的动平衡问题,具有十分重要的工程应用价值。     

全矢动平衡方法在卧螺离心机上的应用研究

介绍了基于双通道信息融合技术的全矢动平衡方法及此方法下不平衡响应的快速算法,并将此方法应用到卧螺离心机系统中,以提高卧螺离心机的动平衡效果的精度。为了证明全矢动平衡方法比传统的基于单通道信号进行动平衡的方法平衡效果好,以两台卧式螺旋卸料离心机为实验平台,以这两种方法分别对其轴承进行动平衡实验,将所得到的两组平衡前后测得的振动值的大小作比较,证明了全矢动平衡方法在卧螺离心机系统的平衡效果上要优于传统方法。     

转鼓不平衡对碟式分离机振动特性的影响

本文利用ANSYS有限元分析软件计算分析了静不平衡量、动不平衡量对转子振型的影响,验证了单测点整机动平衡方法的合理性和有效性。此外,本文还对分离机转子系统与机壳耦合振动进行了计算分析,找到了上轴承位置动平衡精度已达到要求而出现机座底端振动超标的原因,并给出了解决方法。     

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。     

陀螺飞轮转子的改进全矢动平衡方法及试验

陀螺飞轮转子的动不平衡会造成倾侧运动的抖动现象,降低航天器的指向稳定性与精度.为了实现各向异性下刚性转子偶不平衡辨识,提出一种改进全矢动平衡方法.根据拉格朗日方程建立陀螺飞轮转子动力学模型,使用复数法推导两轴倾侧角间的传递函数,分析陀螺飞轮转子内、外扭杆不等阻尼时两轴响应特性.考虑椭圆轨迹特征矢量相角与不平衡激励相角间...     

力自由不平衡控制下的高速磁悬浮飞轮系统在线动平衡

针对高速磁悬浮飞轮转子的不平衡问题,提出了一种在力自由不平衡控制下的在线动平衡方法,用空气环境下低转速的在线动平衡替代真空环境下的高转速在线动平衡,以实现兼顾高效率和高精度的在线动平衡。通过分析磁悬浮转子系统的不平衡模型和比较各不平衡控制模式下校正质量的求解方法,得出在力自由控制模式下,磁轴承的同频控制电流为零,电磁力在线性化范围内仅是转子位移的线性函数。因此根据转子的同频位移响应可解算动平衡校正质量。通过所设计的磁轴承力自由不平衡控制器使转子绕其惯性主轴旋转,获得了转子同频位移响应。由于系统参数的理论值与实际值存在一定误差,通过一次试重对转换系数矩阵进行了校正。实验结果表明,通过一次试重校正转换系数矩阵,再经过两次试转后即可实现高精度动平衡。另外,转子轴心轨迹显著减小、转子两端同频位移响应分别下降了77.29%和94.14%;在真空环境下,试验转子升速至500Hz时,转子的运行状况与低速状态一致,进一步验证了本文提出方法的有效性。     

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。     

提高刚性转子现场一次动平衡精度研究

针对现场动平衡系统一次平衡精度问题,给出极大振动计算模型及实验验证;改进平衡效率计算公式,提出初相点影响系数法并与水平振动、垂直振动、极大振动三种振动测量项的影响系数法进行实验比较;开发相应的转子现场动平衡软件模块,集成到“PMS2000设备预知维修与故障诊断系统”。实验结果表明,该极大振动计算模型可用于表征不平衡转子的振动水平;初相点影响系数法对试重角度不敏感,其一次平衡精度较理想。     

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.     

基于参数化时频分析的转子全工况动平衡方法

针对现有转子动平衡方法处理非平稳数据的不足,提出了基于参数化时频分析的转子全工况动平衡方法。该方法根据转频信号频率变化函数构造匹配的旋转算子,将启车信号的时频特征进行旋转,准确提取出转频分量。通过添加试重,结合全息动平衡方法获得各个转速下的迁移矩阵,实现转子全工况的动平衡,避免了传统动平衡方法需要获取稳态数据的缺点。实验结果表明,该方法可以方便、快捷地确定出转子的失衡量和失衡方位,有效降低转子系统不平衡振动,同时减少平衡过程中的启车次数。     

Generalized modal balancing for non-isotropic rotor systems

This paper primarily aims at the new generalized modal balancing for non-isotropic rotor systems. The method is based on the derived unbalance modal responses from the complete modal analysis for non-isotropic rotor systems. We found, from investigating the modal configuration to be balanced, that the isotropic and asymmetric rotor systems appear a single 1X harmonic, whereas the anisotropic and general rotor systems appear duel and multiple harmonics, respectively. Furthermore, for the asymmetric and general rotor systems, each harmonic is combined with the multiple modal parameters. The peculiar feature for balancing the non-isotropic rotor systems is that the additional right eigenvector and counter excitation in stator to cancel the anisotropy are required to suppress effectively the total residual response. In this process, the concept of the dominant balancing mode is drawn from the definition of the major harmonic. Also it is suggested that the balancing performance is dependent upon the degree of accuracy of the unbalance modal response that is approximated by the dominant mode at a critical speed.The numerical simulations of the simple general rotor model with one balancing plane are performed to demonstrate the theoretical findings and effectiveness of the proposed method for non-isotropic rotor systems.     

现场动平衡仪的放大系统研究

为提高现场动平衡仪模数转换的精度,设计了一种新型的系统。该系统根据设计的最大不平衡度和不平衡转子的转速范围,确定放大的倍数和级数,并且通过软件控制信号的放大倍数,使得放大后的信号接近模数转换器的采样电压。试验结果表明,改进后的智能型现场动平衡仪具有比较好的实时性、精确性和可靠性。     

基于动力学有限元模型的多跨转子轴系无试重整机动平衡研究*

针对多跨转子轴系现场动平衡需频繁启停机的问题,结合影响系数平衡法和模态振型平衡法特点,提出一种新的基于动力学有限元模型的轴系无试重整机动平衡法。综合转子动力学相关理论和有限元技术,通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相符的转子动力学有限元模型。采用柔性转子共振分离原理,分析轴系振型和不平衡振动阶次以确定各跨转子加重平衡平面数和位置,分别在各跨转子平衡位置处施加不平衡激励,获取轴系平衡转速下各振动测点处不平衡响应,计算出相应的加重影响系数,从而取代轴系现场动平衡中需要多次启停机试重测取过程。然后采用最小二乘法通过解平衡矢量方程组得到轴系所需的平衡配重。最后以模拟百万兆瓦超超临界汽轮机的四跨五支承柔性转子轴系试验台为例,应用该方法开展了2 700 r/min转速下轴系四个平面同时配重动平衡试验,单点降幅最高达53%,实现了无试重下柔性转子轴系整机动平衡,可有效减少因盲目试重次数,节省平衡费用和周期。     

集成GA-PSO方法的转子系统多点不平衡量识别

针对传统转子动平衡方法需多次启车确定平衡配重、平衡效率低、平衡成本高的问题,提出了集成遗传算法(genetic algorithm,简称GA)及粒子群算法(particle swarm optimization,简称PSO)的转子多点不平衡量在线识别方法。该方法的核心是将转子不平衡量分解为数目、位置、质量和相位信息,分别获取转子系统理论不平衡响应与实际振动特征,正反问题角度相结合实现转子多点不平衡量的准确识别。首先,采用集成化的GA-PSO优化算法进行不平衡量识别;其次,通过引入正则化思想构造新的目标函数,利用遗传算法获取不平衡数目的稀疏表示,实现不平衡量数目识别;最后,采用粒子群算法进行不平衡量位置、质量和相位识别,通过缩小粒子群算法初值范围,提高不平衡位置、质量和相位识别精度。仿真和转子实验台实验数据的识别结果表明,该方法可以有效对转子不平衡量进行在线预估,并可有效指导现场无试重动平衡,从而降低后续转子系统现场动平衡的成本,提高其平衡效率。