精密离心机现场自动平衡方法的研究

精密离心机动平衡系统由2个校正面（每个校正面上放置4个平衡块及相应的步进电机）、2个测试面（每个测试面上放置2个面容测激仪）及测角元件构成。电容测微仪测得非轴承处的振动矢量，轴承处的振动矢量由计算得到。建立离心机转子力矩方程，求得2个校正面上的不平衡矢量，通过动平衡执行机构消除不平衡，应用计算机从数据的采集、处理到控制动平衡执行机构，实现精密离心机高精度、高效率的现场自动平衡。     

一种电磁式自动平衡头设计计算与响应试验

为了提高转子动平衡的精度和效率,针对高速电主轴 砂轮系统,提出了其在线自动动平衡方案。设计并开发了一款自锁型电磁环式在线自动平衡头。计算了该平衡头的配重量、电磁自锁力矩以及可以承受的最大轴角加速度。搭建了平衡头校正能力考核试验台,完成了模拟组合转子在1 878 r/min的平衡机上预平衡和平衡头在1 300r/min的振动响应测试结果表明：平衡头最大配重量为33.77 g·cm,自锁合力矩为2.354 6 N·m,可承受的最大轴角加速度为5 010 rad/s2,在配重范围内振动响应规律基本正确且对轴的正反转具有较好的重复性。     

砂轮自动动平衡装置

随着磨床自动化，ＮＣ和ＣＮＣ控制装置的发展，保证高速磨削、强力磨削及高精度磨削设备的能力的充分发挥，延长砂轮寿命、减小机床振动，砂轮的自动平衡装置尤为重要。文中介绍了加水平衡式、氟里昂平衡式及ＳＢＳ重块平衡式多种自动动平衡装置的原理，分析了各自的优缺点，预测了发展方向。     

基于电磁自愈力的转子快速自动平衡实验

提出了一种快速相位搜索算法,利用电磁装置在特定的平面上产生幅值和相位可控的旋转矢量力来补偿转子的不平衡旋转矢量力,实现在线快速抑制单平面转子系统工频振动故障.对转子同频振动及电磁力可控特性进行了分析,建立了以转子振动响应为指标、磁极线圈电流的幅值和相位为寻优参数的控制模型,提出相位整周搜寻自动平衡算法及快速相位搜索自动平衡算法,并搭建实验台对两种算法进行对比实验研究.结果表明,当转子工作在2 100 r/min时采用整周相位搜索算法,振动下降90％需要20 s,而采用相位快速搜索算法在4s左右即可达到同样的降振效果,提高了转子振动故障自愈调控的效率.     

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。     

电磁滑环式在线动平衡系统特性分析与实验

为了测试一种电磁滑环式在线动平衡装置的平衡特性,搭建了实验平台,采用影响系数法进行在线动平衡实验研究。主要从实验平台本身的振动特性、主轴转速对平衡效果的影响以及试加配重的角度对平衡效果的影响3个方面进行了分析研究,得到了实验平台和主轴转速对在线动平衡系统的影响,以及试加配重位置的选择方式,为高速主轴双面动平衡和模态分析的研究打下基础。     

基于模糊控制的转子动平衡变步长寻优方法

自动寻优控制是目前被广泛研究的转子自动平衡控制方法之一,但是该方法平衡精度有限且平衡时间较长,在实际应用中存在较大局限性。基于此,针对单平面双配重的转子自动平衡装置,提出了一种基于模糊控制原理的步长计算方法,并设计了变步长寻优控制算法,进而实现变步长寻优的转子自动平衡控制方法。通过自行设计并搭建的转子实验台及测控系统进行实验验证,实验结果表明该方法较传统的自动寻优控制方法在平衡精度和平衡效率上有明显改善。     

光缆扎纱机自动平衡装置的仿真与分析

装载纱团的光缆扎纱机在运转时,由于不平衡量较大会引起强烈振动,影响扎纱机的稳定运行。实际运行中,纱团是不平衡量的主要来源,并受到空间的限制,为此选择球式自动平衡装置对其进行减振。利用传递矩阵法对纱团转子系统进行分析,并对自动平衡装置原理数值分析;将转子系统和自动平衡装置的计算模型融合,编制自动平衡装置纱团系统的MATLAB数值仿真程序。将已知不平衡量设置在不同位置,比较自动平衡装置的平衡效果。利用有限元法模拟不平衡量在不同位置时的转子系统稳态响应。有限元模型及数值仿真验证结果均表明利用自动平衡装置可以达到有效减振的效果。     

电磁轴承系统实现自动平衡的一种新方法

提出并论证电磁轴承系统中实现自动平衡的一种新方法 ,它将转子不平衡产生的效应等效为加入功率放大器信号输入端的干扰电压矢量。通过在功放信号输入端加入与转速同频且幅值和相位适当的电压旋转矢量 ,抵消转子不平衡产生的效应 ,从而使转子绕惯性轴旋转。试验表明提出的方法效果显著 ,简单实用     

旋转机械气压液体式不平衡振动故障靶向自愈调控系统

质量不平衡是旋转机械最常见的故障之一。为了使转子在运行过程中可以自行消除不平衡振动故障,利用气压液体式自动平衡装置构建靶向自愈调控系统,运行中实时监测诊断转子的振动故障,快速准确地计算转子不平衡量,并进行智能决策,有确定目标地向相应储液腔中注入压缩空气,驱动储液腔中的液体进行定向转移,进而改变和转子同步旋转的平衡盘的质量分布,产生旋转离心自愈力来抵消转子的不平衡故障力,使转子不平衡故障在线自愈。针对旋转机械对平衡盘安装位置的不同要求,介绍轴间和轴端安装两种结构,并分别搭建立式和卧式转子试验台,进行在线自动平衡性能试验。结果表明,两种平衡结构均可在15 s内快速降低转子的振动幅值,降幅均在90%以上。     

多级深海输送电泵叶轮径向不平衡力研究

针对我国自主研发的深海输送电泵运行在非设计工况下这一客观情况,其内部的非定常流体径向力可能会导致泵的振动甚至给整个采矿系统带来危害,目前还无法直接通过理论公式准确计算该径向力,故采用数值模拟的方法研究径向力的产生机理及作用规律。通过输送电泵的水力性能试验验证了数值模拟方法的准确性,研究六级深海输送电泵内的压力分布云图以及各级泵内的流体径向力分布情况和产生机理。对比分析不同流量下两级深海输送电泵的径向力分布规律。结果表明,各级叶轮内的流体径向力均呈周期性规律变化,且越到末级规律性越强;各级叶轮内的流体径向力的变化周期均与叶轮的叶片数相关;在其他参数不变的情况下,流量越小,径向力越大,径向力的不平衡特征越严重。     

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。     

基于主振模态预测的带锯振动主动抑制系统

针对带锯条振动引起的材料损失、锯条寿命降低、锯材尺寸精度及加工面质量变差的状况,设计了一种基于主振模态预测的带锯条振动主动抑制装置。该装置实时采集带锯条横向、纵向及扭转方向上的多维度振动信号,并采用基于EMD筛分方法的主振型模态识别算法,来构建振动信号关于主振型模态的预测模型,最后基于实时采得的数据及其预测模型的输出量,通过PID控制方法控制电液阻尼减振器。实验结果表明,该装置对带锯条横向、纵向及扭转方向上的抑振效果分别可达80%、66%、75%。     

风力发电机组的结构简介

主要介绍了水平轴风力发电机组的基本结构、传动装置及自动控制原理。     

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。     

转子绕组短路故障下不平衡电磁力计算方法

通过建立发电机有限元分析模型,得到故障下发电机内部磁力线走势、发电机气隙磁通密度的变化以及短路位置、短路匝数和励磁电流对转子不平衡电磁力的影响。对工程实际中常用的等效磁通法和磁势叠加法进行了分析比较,同时改进了现有的等效磁通计算方法。将两种方法不平衡电磁力的计算结果与有限元方法结果进行比较,指出了结果存在差异的原因。     

风机叶轮与轴不平衡振动故障分析与治理研究

介绍大型风机的分类及其分类结构,重点分析了大型风机叶轮与轴系统的不平衡振动故障类型,故障产生的原因,及其解除故障的方法;并将方法应用到实际风机不平衡检测中,实现风机的现场动平衡校正。校正结果表明,动平衡校正能达到很好的效果。     

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。     

高精度电磁标定力的产生及其特性分析

高精度标定力的产生是微推力高精度测量的关键之一。电磁力具有非接触、结构简单、容易控制等优势,成为微推力测量系统有效的标定力产生方法。针对微推力测量对于电磁标定力的性能要求,研究了磁铁与线圈之间相对位置变化对电磁力大小的影响关系,通过仿真计算得到了轴向距离、径向偏差、相对倾角变化下的电磁力输出特性:相对倾角、径向偏差不为0时,电磁力均会变大,且关于磁铁中心轴线具有对称性,沿轴向距离,电磁力先增大后减小。基于天平称重法,设计了可三维调节的电磁力测量装置,提出了轴向距离、径向偏差、相对倾角的归零调节方法;获得了电磁力较为完备的力学特性,通过分段拟合方法,解决了在较小标定力时相对误差较大的问题,确定了电磁力及电流的控制关系及相对位置变化范围;提出了不敏感角、不敏感径向偏差、不敏感轴向距离区间等新概念,为电磁力产生装置的性能表征提供了具体参数。