250 t高速动平衡机摆架的动刚度分析

高速动平衡机摆架的动力学性能直接影响动平衡试验的准确性及安全性。采用三维有限元法建立某公司250 t高速动平衡机摆架的计算模型,并对其动刚度进行计算分析,且与试验值进行比较。在此基础上计算4种主刚度杆改进方案下摆架的动刚度特性,分析主刚度杆的刚度对高速动平衡机摆架的动刚度曲线的影响。结果表明,计算所得摆架的动刚度曲线与实测值吻合较好,该计算模型接近实际情况。主刚度杆的结构尺寸及材料的弹性模量的增大均会使摆架的动刚度增大,适当地改变主刚度杆的结构尺寸及材料特性,可使高速动平衡机摆架满足大质量转子的高速动平衡试验要求。通过主刚度杆的改进并不能使摆架的动刚度随转速变化的曲线趋于平缓。     

大型高速动平衡机轴承支承刚度设计的研究

支承座的轴承支承刚度值的合理确定是大型高速动平衡机设计的关键问题。本文通过理论分析和试验研究,揭示了轴承刚度对挠性转子振型的影响及其变化规律,为大型高速动平衡机支承座的轴承支承刚度值的设计选择阐明理论根据。     

柔性支承下的大型离心压缩机转子振动特性

支承刚度对转子系统的动力学特性具有重要影响。针对大型离心压缩机转子在高速平衡条件下和实际运行工况下的支承刚度差异导致的振动问题开展研究。由于高速动平衡机的摆架刚度较低,使得一些大型离心压缩机的轴承油膜刚度与支承刚度几乎相当,导致2阶弯曲临界转速大幅降低,从而使得转子振动超标,高速动平衡难以满足标准要求。结合实际案例分别进行不考虑支承刚度及带有动平衡机摆架刚度的转子动力学分析,并对轴承瓦块、轴承座、机壳、底座进行有限元分析,获得压缩机转子的基础刚度。结果表明,考虑支承刚度的转子2阶临界转速出现了11.1%～18.3%的下降,1阶临界仅下降3.6%～7.3%,与高速动平衡试验结果吻合较好,实际支承刚度因大于轴承刚度3.5倍,机械运转试验显示1阶临界、2阶临界转速未有实质性下降,且振动满足API617标准要求,与不考虑支承刚度的转子动力学分析结果基本一致。     

高速燃驱一拖二机组动力学特性分析

某型高速燃驱一拖二机组(高速动力涡轮—1#水力测功机—2#水力测功机)轴系支撑系统结构复杂,由结构钢架和基座组成,支撑系统刚度与轴承刚度接近,弹性不能忽略。本文基于传递矩阵法建立了复杂转子—轴承—基座系统转子动力学模型,分析了复杂耦合支撑系统三种结构的动力特性,并根据API617标准对三种支撑下的转子稳定性进行了动力学评价,为该类机组的现场动平衡提供参考和依据。     

机床床身结构综合优化设计技术

针对目前常用的内部布置加筋板的箱型床身结构,提出一种同时考虑床身结构的动静态刚度和经济性的综合优化技术。由于床身结构的动静态刚度和质量与支撑垫铁的位置、内部加强筋板布局以及各构件的厚度尺寸有关,提出的综合优化设计技术包括以下3个层次:首先以结构的最大静动态刚度最优为设计目标,对床身结构的垫铁位置进行优化;其次在多工况情况下,以结构的最大静态刚度最优为设计目标,对床身结构的内部加筋板布局进行优化;最后以结构质量最小,以结构的动静态刚度为约束条件,对构件的尺寸进行优化。优化结构表明,采用提出的设计方法,在床身结构质量减小24.48%的情况下,结构的一阶固有频率提高7.83%,结构的导轨静变形有所变差,中间段偏离零线0.5μm左右,但并不影响加工精度,可通过预修正来抵消变形,说明了提出的设计方法的有效性。     

重型动平衡机摆架的动刚度测试与动力特性预计

重型动平衡机摆架的动力学性能直接影响动平衡试验的安全和精度。从探讨动平衡机摆架动力性能出发,依据摆架特殊结构形式和试验目的,设计基于锤击法的动刚度试验并测得八条动刚度数据。依据这些试验动刚度数据,从动平衡机摆架的结构形式、服役状况和工作环境等方面剖析摆架的动刚度情况,发现其动力性能在工作范围内并没有明显的退化现象。根据有限的试验动刚度数据得到摆架的多个共振频率。之后,通过简单的模型更新技术并依据试验共振频率构建用于辅助预计摆架共振振型的有限元模型。从摆架有限元模态信息、动刚度信息和静态变形信息以及试验动刚度数据角度预计摆架共振振型,并对其方法的合理性给予论述。     

拱型槽板成形过程中回弹的有限元仿真研究

通过对拱型槽板成型过程进行有限元仿真模拟,分析了回弹对拱型槽板成拱变形的影响;同时,进行了拱型槽板成形的试验研究,有限元仿真模拟计算结果与试验结果具有较好的一致性。为制定加工金属拱形屋顶的工艺参数提供了理论依据。     

不等齿距三刃高速立铣刀的动平衡及设计

根据高速立铣刀容屑槽的几何特点,建立铣刀径向截面槽形曲线的通用数学模型.在此基础上,应用动平衡的基本理论,推导出不等齿距三刃高速立铣刀质量偏心和不平衡量的数学模型.利用动平衡测量仪测得不等齿距三刃高速立铣刀的不平衡量,并将其与理论计算值进行对比,对比结果证明质量偏心和不平衡量数学模型完全可靠.根据质量偏心的数学模型,对其影响因素进行分析,发现铣刀螺旋角和刃长对质量偏心的影响最大,据此提出不等齿距三刃高速立铣刀优化设计的思路.为研究不平衡量和不等齿结构对切削力和振动的影响,进行高速铣削对比试验,试验结果表明,不等齿结构具有抑制振动的作用,但对切削力影响较小;不平衡量的增大会引起切削力和振动的明显增大.     

高速主轴动平衡技术研究现状

针对高速主轴在运行过程中产生的振动对零件加工精度、表面质量等造成的破坏问题,对离线动平衡技术、在线动平衡技术及其在线动平衡装置的发展情况进行了研究与总结,对高速主轴在线动平衡装置的动平衡原理和在应用过程中存在的优点与不足进行了分析与归纳,对高速主轴在线动平衡技术及其动平衡装置的未来研究方向进行了展望。研究结果表明,广泛应用的混合式在线动平衡技术以及电机驱动式、喷液式和电磁驱动式3种最具代表性的在线动平衡装置是未来发展趋势;该技术重点是提高动平衡效率、快速响应能力、精度、适应性和耐用性;混合式在线动平衡技术及其高性能在线装置在高速主轴动态平衡方面具有广阔前景。     

高速动平衡机转子支承系统动力学特性研究

简要论述了高速动平衡机转子支承系统的工作原理,建立了二自由度动力学模型并进行了理论分析。通过实测案例分析,进一步研究了转子支承系统的动力学特性,给出了确定高速动平衡机摆架下部结构刚度的计算公式,提出了识别摆架下部结构刚度问题的方法。     

A modified low-speed balancing method for flexible rotors based on holospectrum

Most high-speed rotating machineries operate at a speed higher than their first critical speeds. Since there are two different modal shapes existing in rotors under and over that speed, the most currently used balancing techniques for rotors require two steps to fulfill the balancing purpose. Firstly, a traditional low-speed rigid balancing is performed, and secondly, a high-speed balancing procedure is carried out. This high-speed balancing procedure is very complicated and dangerous; it needs large number of test runs and causes corresponding wastages as well. This paper develops a novel balancing method, called Low-Speed Holo-Balancing (LSHB), which can balance a flexible rotor without test runs at high speeds. The principle of LSHB is mainly based on the holospectrum technique, which will be explained in detail at the end of this paper. Instead of using information from a single sensor, through a multi-sensor fusion a three-dimensional holospectrum is constructed to describe the vibration response of a rotor vividly and accurately. LSHB can easily balance the flexible rotors at lower speeds than the first critical speed, according to the decomposition results of holospectrum. Because LSHB does not need any test runs at or higher than the first critical speed like any other traditional balancing techniques do, the balancing procedure is much safer, and economical. The key points and main operating steps of LSHB will be presented. The experimental results conducted on a flexible-rotor test rig validated the effectiveness of this method.     

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。     

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。     

铜包装线整形机液压缸支撑架的有限元分析

利用大型结构有限元软件ANSYS对铜包装线整形机液压缸支撑架进行了刚度的计算与分析,研究了其在满载工况下的变形和应力的分布情况,并据此分析了该支撑架最大应力和变形的位置,找出了液压缸支撑架的薄弱环节,为以后的设计和优化提供依据。     

平面连杆机构摆动力与摆动力矩优化平衡研究

提出了平面连杆机构摆动力与摆动力矩优化平衡的新方法，并用其对平面铰链四杆、六杆机构以及曲柄滑块机构摆动力与摆动力矩的最优平衡问题进行了研究，平衡效果较为理想。由于本文只需求解一个线性方程组就可得到最优平衡方案，因此具有较大实用价值。     

超声波振动镗削“刚度化”的研究

对超声波振动切削镗刀杆的“刚度化”效果进行了较为详细的理论分析及试验研究,揭示了超声波振动切削“刚度化”效果的实质,指出了影响“刚度化”效果的主要参数是速度系数Ｋ＿（ｖｏ）Ｋ＿ｖ越小,“刚度化”效果越显著。     

新型汽车轮胎防爆内胎的研制

针对目前防爆轮胎存在防爆效果不佳、价格昂贵、适用范围小等问题,研制了由弹性环套、压力开关、充气装置、安全锁组成的新型防爆内胎,具有结构简单、成本低、安装便捷、起效迅速等特点。选择某型轿车轮胎作为改造和实验对象,进行了动平衡试验和轮胎抗刺扎试验、轮胎脱圈试验等多项道路试验。试验结果表明,新型防爆内胎轮胎动平衡测试结果良好,在汽车高速行驶中爆胎失压后起效迅速,能有效防止车辆侧滑、跑偏,保障汽车安全行驶或停车,具有较好的应用前景。     

一种新型高速钢筋切断机液压系统的设计研究

该文介绍了一种新型的液压式高速钢筋切断机,对其工作原理、技术优势进行了阐述,并对其静态参数进行了设计,对实际液压系统的设计具有指导意义。经对样机实验,这种新型的液压式高速钢筋切断机剪切时间可达0．024s,大大缩短剪切时间,提高了工作效率。     

发电机转子不稳定振动的分析与处理

针对某机组在安装调试阶段出现振动超标问题,应用多通道信号采集系统测量轴系振动特性,进行故障机理与相关因素分析,采用转子动平衡的措施校正补偿发动机转子热不平衡响应,有效地抑制了机组振动发散超标现象。