转子现场动平衡的相对影响系数法

本文针对转子现场动平衡，提出了利用两种转速态下转子振动的相对变化量进行动平衡计算的思想，并由此建立了相对影响系数法，它是对传统影响系数法的改进。实验表明，该方法能有效地消除非质量不平衡振动因素对转子现场动平衡效果及精度的干扰。     

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。     

弱非平稳转速下转子动平衡方法

提出弱非平稳转速下转子动平衡方法,通过对动不平衡振动信号的时间频率联合分析处理获取各次动平衡试验振动信号的转速无关化幅值、相位和振幅转速无关化信号初相点等转速无关化振动信息。根据转速无关化振动信息给出了分别采用影响系数法、振型平衡法和全息谱平衡法计算不平衡量重径积和相位的方法。弱非平稳转速下转子动平衡方法免去了现有动平衡方法理论上对平衡转速必须处于恒定转速的严格要求,允许动平衡试验中平衡转速可以有一定的波动范围,消除现有动平衡方法中转速波动对动平衡精度的影响,实现超精密转子动平衡技术。     

风机转子动平衡一阶非线性识别与校正方法研究

在实际风机转子动平衡过程中,由于转子系统的不平衡量与振动之间存在一定的非线性,导致运用线性模型进行的动平衡测试结果存在非线性测量误差,往往需要多次启、停测量才能达到平衡精度要求。为此,考虑非线性因素的影响,阐明了不平衡量与振动响应呈非线性关系,提出了一种在单面刚性转子动平衡测试的基础上进行一阶非线性识别与校正的现场动平衡测试方法。通过实验研究,证明了利用该方法进行动平衡测试的有效性及优越性。     

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。     

虑及双转速双平面无试重虚拟动平衡研究

针对多盘柔性转子多转速多平面平衡需要多次启停机的问题,研究了一种基于动力学响应分析的虑及双转速双平面无试重虚拟动平衡方法。利用有限元软件Dyrobes建立了与多盘柔性转子实验台动力学相似的有限元模型,通过对平衡校正面施加虚拟不平衡激励,计算了不同转速下不同测点的振动响应,提取了双平衡转速下不平衡激励与振动响应之间的映射关系,得到了不同转速下不同校正平面的影响系数矩阵;对多盘柔性转子不平衡振动进行了测试,将影响系数矩阵代入振动矢量方程,采用最小二乘法计算得到了校正矢量,进行了动平衡前后振动对比。研究结果表明:该方法能在无试重条件下完成对多盘柔性转子的多转速平衡,能够实现一次加重即降低多转速下转子基频振动的目的,显著减少了启停机次数,提高了动平衡效率。     

大型风机现场整机动平衡系统的研发

针对大型风机存在的不平衡故障,本文开发了一套现场整机动平衡系统。该系统主要用两个相互垂直的电涡流传感器来描述转子在平面内的涡动,对采集的振动信号进行频谱分析,判断其故障类型;并把平面内的振动高点作为动平衡依据,利用双校正面影响系数法对不平衡转子进行现场整机动平衡,降低其振动。与以往的方法相比,该方法获取的振动数据更直观可靠,提高了平衡效率,实现了大型风机的高速动平衡。     

转子动平衡的技术研究

是通过对转子动平衡的论述,明确机械平衡的目的,掌握刚性转子动平衡的条件、平衡原理和方法,了解转子许用不平衡量的计算过程,让读者对转子的动平衡有个更为深刻的认识,此点也是关键所在.     

旋转机械不平衡故障自愈调控方法研究

针对旋转机械运行过程中产生不平衡振动问题,研究了其自愈调控方法。以实际一台风机为例,分析了其不平衡产生的原因,提出了利用在线自动平衡系统对其不平衡振动进行消除。最后在实验转子和实际风机转子上对该自动平衡系统的平衡性能进行实验验证。     

考虑制造公差的电机转子不平衡量的建模与应用

目前工程应用上较多采用平衡机来校正转子的动平衡,且多数研究侧重于从转子的振型和振动补偿等角度出发进行分析与控制转子的不平衡量。从转子的制造公差源出发进行研究并控制其不平衡量,提出了一种考虑公差的转子不平衡量模型,导出了转子的7项误差对不平衡量的影响度,并以其合不平衡量表征转子的不平衡。以博世电机转子为例,分别采用提出的公差法模型和UG建模对其不平衡量分析,验证了公差法模型的正确性和适用性。结果表明转子的不平衡量与各误差项呈正相关,其中同轴度误差对不平衡的影响度最大。最后通过案例阐述了公差法的具体应用:在转子不平衡量的期望值确定后,可通过公差法计算获得转子设计阶段需控制的各误差极值。该方法使电机转子系统的动平衡在设计阶段就能获得很好的控制,为转子的设计与制造提供重要参考。     

分布多质量转子系统的不平衡响应特征

质量不平衡响应分析是转子系统动力特性计算与设计中的重要环节。这里以某汽轮机的涡轮轴系为研究对象,建立一个具有多个分布质量的力学模型,选择具有良好数值稳定性的Riccati传递矩阵法,进行轴系的不平衡响应分析,得到在工作转速和不同转速下,不同偏心质量处于轴系不同位置上时,轴系的不平衡响应。通过分析各种情况下不平衡响应的特性,考察轴系上各点对不平衡量的敏感程度,为该类转子的设计提供参考。     

数学形态学滤波器在转子失衡识别中的应用

针对转子运行过程的动态信号中噪声干扰严重、转子失衡识别精度低的问题,利用数学形态学滤波器能够有效滤除噪声干扰、提高信号信噪比的特点,采用数学形态学滤波器和傅里叶变换相结合的方法对转子振动信号进行降噪处理,并对转子工作状态下的工频幅值、相位进行准确提取,运用加、减质量配重可以改变转子失衡状态的特性,利用影响系数法对转子失衡进行识别计算。实验结果表明,本方法在转子失衡识别中能够有效滤除多种噪声干扰,提高转子失衡识别精度。     

遗传算法在转子-轴承系统参数识别中的应用

介绍在外电磁激励力作用下的转子不平衡参数识别方程，并引入遗传算法来解决参数识别问题，从理论上分析利用遗传算法的必要性。结合参数识别方程，详细论述遗传算法具体应用内容，并改进遗传算子。通过求解病态参数识别方程的算例，验证遗传算法的优越性。     

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。     

人工心脏泵磁悬浮转子质量不平衡及磁耦合研究

结合建模与实验，分析了人工心脏泵转子质量不平衡及磁耦合对转子稳定悬浮的影响，依据转子动力学理论推导出了五自由度转子运动方程。由运动方程知，转子前后端的质量耦合可消去，转子同自由度前后端同时控制优于分开控制。运用转子自由振动及陀螺力方程分析了动不平衡对转子偏心的影响，结果表明：建模时增加动不平衡矩阵可有效减小偏心；为减小涡动，转子径向采样周期应与转速相适应，不宜过快。采用有限元方法给出了磁极不同工作方式时的磁力线分布，结果表明同时控制互相垂直方向的磁极有利于减小磁耦合。实验测量了转子在平衡位置的各向位移，并计算出静态时X方向的偏心相对误差为0．28％，Y方向的偏心相对误差为0．42％。     

Analytical study on effect of a circumferential feeding groove on unbalance response of a flexible rotor in squeeze film damper

Of recent years, a series of researches have shown that a circumferential feeding groove of squeeze film damper (SFD) has evident effect on fluid film forces in SFD. Therefore, the feeding groove also affects dynamic responses of a rotor in SFD. Present work studies the effect of the feeding groove on unbalance response of a flexible rotor in SFD based on new film force models that include effects of the feeding groove and fluid inertia on dynamic characteristics of the fluid film in SFD. Compared with the published work, unbalance responses predicated under considering effect of the feeding groove on the dynamic characteristics in SFD are small, and rotor speed region for unbalance responses with multiple solutions is different, affecting the stability of a rotor system. And the effect of the feeding groove on the unbalance response is related to action of fluid inertia.     

基于稳健回归分析的转子系统不平衡量识别

不平衡是造成转子系统振动过大、影响其安全运行的重要因素。传统的最小二乘算法(least squares,简称LS)在不平衡量识别过程中存在对外界干扰或异常值敏感的问题,改进的加权最小二乘算法(weighted least squares,简称WLS)虽然能够降低异常值的影响,但需要经验积累并对振动数据进行深入分析。提出一种基于稳健回归分析的转子系统不平衡量识别方法,通过构建优化的目标函数自动消除异常值的影响,得到正常状态下转子系统不平衡量的最佳估值。实验结果表明,该方法能够有效消除外界干扰和异常值的影响,准确识别出转子系统不平衡量。     

齿轮—转子耦合系统的动态响应及齿侧间隙对振幅跳跃特性的影响

为了模拟工程应用中齿轮—转子系统的动态响应,考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、静态传动误差、不平衡质量和弹性转轴的影响,建立齿轮—转子耦合系统的动力学模型。对动力学方程进行数值仿真,研究转速对动态响应的影响、齿侧间隙的变化对振幅跳跃现象的影响规律和转速与动态啮合力之间的关系。研究结果表明,随着齿侧间隙的增大,齿轮—转子系统的振幅跳跃现象变得更明显。振动加速度的频谱图主要包括啮合频率及其高次谐波。随着转速的逐渐升高,1倍频的振幅也逐渐增大,并且在啮合频率及其高次谐波附近还会出现边频带。动态啮合力的频谱图与动态响应的频谱图类似。对一个齿轮—转子试验台进行理论计算和试验测试,试验数据基本上验证对试验台的理论计算结果,试验测量结果和数值仿真之间的差别主要来源于建模误差和测量误差。