用广义影响系数法计算转子-轴系系统临界转速

在传统影响系数法的基础上进行推广,提出了计算轴系临界转速的“广义影响系数法”。考虑轴系不同轴径的情况,并编制了相应的计算程序。与“有限元法”和“传递矩阵法”的计算结果进行了对比,结果基本一致。     

影响系数法在高速轴系动平衡中的研究与应用

动平衡校准是高速轴系加工的一道至关重要的工序,各家主轴厂商对此的相关理论研究相对缺乏,对于自身产品的动平衡校准没有统一方法.在总结现有资料的基础上,深入研究了高速轴系动平衡的影响系数法,包括可用于刚性转子动平衡的单面影响系数法、双面影响系数法,并以此引申出了用于柔性转子的多面影响系数法.此外,为了验证理论算法的准确性,采用双面影响系数法对某型号主轴动平衡的校准进行了验证,结果表明理论准确可靠,影响系数法应用于实际生产可满足转轴动平衡技术要求,为行业相关从业人员提供指导.     

不对称刚度转子的新型支承设计及动力分析

支承刚度对大型汽轮发电机组的动力特性有很大的影响,推出一种新颖的水平支承刚度与垂直支承刚度可分别自由调整板簧支承的支承形式,从根本上解决了水平、垂直两方向支承刚度耦合使动力特性不能同时达到最佳的问题.在新的支承方式下,运用方程分析法设计出模拟转子系统,并用广义影响系数法对其系统分析,与传递矩阵法和有限元法进行了比较,结果令人满意.     

缝纫机旋梭轴转子动力学特性研究

针对缝纫机旋梭轴系高速运行不稳定的问题,计算了旋梭轴系的转子动力学,分析了失稳的原因,对旋梭轴系稳定性进行了理论分析,对旋梭轴转子动力学特性进行了仿真研究。首先,根据缝纫机转子瞬时位置及其受力情况,推导出了转子动力学方程,建立了旋梭轴系动力学分析模型;然后,在ANSYS Workbench软件中对刚性支承下旋梭轴系进行了转子动力学仿真分析,通过模态分析和不平衡响应分析,找到了旋梭轴系在工作转速内失稳的原因;最后,研究了旋梭轴径、支承位置、支承刚度、阻尼系数、轴向预紧力对旋梭轴系稳定性的影响,确定了满足使用工况的旋梭轴系结构和支承刚度范围。研究结果表明：缝纫机工作转速内有1个临界转速,影响了旋梭轴系的稳定性;增大轴径对提升临界转速的效果不明显;增加一个支承点,轴承刚度高于1 000 N/mm,轴套支承刚度高于100 N/mm,阻尼系数小于0.1,轴向预紧力小于100 N;旋梭轴系在工作转速内可以稳定运行。     

光电跟踪系统的轴系动力学分析

为提高光电跟踪系统跟踪机架的动态性能及机械精度,对转架轴系进行了动力学分析.根据弹性体接触理论,考虑外力耦合作用的影响,建立了支承轴承刚度精确的解析表达式,并对转架轴系进行了实际受力分析,计算出转架支承轴承刚度,用有限元分析方法,对转架轴系的动态特性进行了理论计算和分析,为跟踪架的设计与制造提供了理论依据.     

基于线性系统的四面轴系动平衡实验研究

介绍了一种轴系动平衡的平衡原理及算法.根据在轴系系统属于线性系统的条件下,各平面的不平衡量对其它各面的影响符合叠加原理,可用影响系数法列出各面不平衡量与振动的关系式.通过四平面轴系动平衡实验,证明计算结果与加重质量相符.实验证明影响系数法是轴系动平衡分析的一种简便、可靠的方法.     

轴承支承长度及间距对船舶轴系振动特性影响

本文主要对轴承的支承长度以及间距对于船舶轴系振动的特性进行相应的分析,发现在不同位置处,以及不同的支承长度对船舶的轴系的固有振动的影响,并且经过计算,不同位置轴承的变化对于船舶轴系固有振动的影响都不同。其中对于船舶轴系的振动的影响最大的是船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承,并且这些轴承所工作的环境都是十分的恶劣,在运行的过程中会发生很大的变化。     

可调节转子临界转速的新型支承设计与研究

支承刚度对转子系统的临界转速等动力特性有很大的影响,由此推出一种新型的刚度可调节的转子支承系统。该系统可以对水平支承刚度和垂直支承刚度进行"解耦",有利于对转子系统进行动力学研究;该支承可对转子支承的整体刚度进行调节,从而对转子系统的临界转速进行控制。在这种新型的支承方式下,运用传递矩阵法、广义影响系数法对这种支承机构转子系统的临界转速可调节性做了理论分析,证明该新型转子支承系统可有效的对转子系统的临界转速进行调节。     

二、基础技术

轴系动平衡优化方法研究大型汽轮发电机组在现场安装调试、运行及大修后等情况下经常需要进行现场轴系平衡,以减少机组振动使其达到有关标准要求,提高机组运行的安全、可靠性和寿命。目前在现场进行机组轴系动平衡常用的影响系数法存在一些缺点,比较突出的是平衡开车次数多,花费时间长。为减少平衡开车次数,提高平衡精度和效率,该课题组开展了轴系动平衡优化方法的研究。该项研究针对影响系数法存在的问题,研究提出了以振型法为基础,吸收影响系数法的加权最小二乘优化计算方法,为大型汽轮发电机组轴系现场动平衡,保证平衡精度、减…     

轴系轴承负荷的测量分析与调整

轴系合理校中是将轴系作为弹性连续梁进行计算分析各支承受力情况,并用调整支承位置的方法使支承力合理化.该种分析方法应用于轴系设计,从而更新了轴系设计概念和方法,使轴系运行状况大为改善.目前各船级社基本上都要求查看轴系校中轴承负荷.通过对近海多用途供应船轴系轴承负荷测量、调整进行描述和分析,以供相关专业人员借鉴与参考.     

Parametric vibrations of a horizontal beam with a concentrated mass at one end

This investigation treats the steady state response of parametric vibration of a simply supported horizontal beam, carrying a concentrated mass at one end and subjected to a periodic axial displacement excitation at the other end under the influence of gravity. Non-linear terms arising from longitudinal inertia of a concentrated end mass and beam elements are included in the equation of motion. By using the one mode approximation and applying Galerkin's method, the governing equation of motion is reduced to a non-linear ordinary differential equation with periodic coefficient. The harmonic balance method is applied to solve the equation and the dynamic response is derived. Experimentally determined amplitude-frequency curves are presented, and are found to be in good agreement with the theory.     

EEMD和TFPF联合降噪法在齿轮故障诊断中的应用

为了消除噪声对齿轮传动系统故障特征提取的影响,提出了一种基于集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)和时频峰值滤波(time-frequency peak filtering,简称TFPF)相结合的降噪方法。针对TFPF算法在窗长的选择方面受到限制的问题,采用了EEMD方法对其进行改进,使得信号在噪声压制和有效信号保真两方面得到权衡;含噪声的信号经过EEMD分解后,得到一系列频率成分从高到低的本征模态函数(intrinsic mode functions,简称IMFs),计算出各IMFs间的相关系数,判断需要滤波的IMFs。对不同的IMFs选择不同的窗长进行TFPF滤波,把过滤后的IMFs和剩余的IMFs重构得到最终的降噪信号。用模拟仿真信号和齿轮齿根故障信号对该方法进行验证,可见EEMD+TFPF能有效地去除噪声,成功提取齿根裂纹故障特征。     

基于基础加速度响应的刚性转子在线双面动平衡有限元仿真研究

根据影响系数法,结合Patran ＆ Nastran有限元软件及Matlab汇编程序,实现了基于基础加速度响应信号的刚性转子在线双面动平衡有限元仿真。将不同参数分析结果误差做比较。确定了从基础测量振动加速度信号,并精确求解补偿质量的方法。一些设备不便于直接在线测量轴承处振动信号,利用此方法可直接测量基础上振动信号,求解平衡配重。     

数控铣齿机床传动系统固有特性及灵敏度的分析

以数控铣齿机床传动系统为研究对象,根据隔离体分析法建立了多自由度振动模型。采用集中质量法处理系统转动惯量矩阵与刚度矩阵,基于矩阵迭代法利用MATLAB软件编写程序求得系统的固有频率和主振型,采用灵敏度的方法对传动系统各构件进行了动态分析。     

电动助力转向系统与汽车转向盘力特性的仿真研究

将EPS系统模型与多自由度汽车动力学仿真软件相结合,讨论了EPS系统对汽车转向盘力特性的影响,提出并验证了将EPS系统比例控制系数设计成随车速和侧向加速度递减的函数来改善转向盘力特性的方法。     

Investigation of the milling stability based on modified variable cutting force coefficients

The cutting force signal distortion is caused by the dynamic characteristics of cutting force testing system. In order to handle this issue, we propose two improvements in the traditional inverse filtering technology. Firstly, we use three-spline interpolation method instead of the curve fitting method to fit the frequency response function of the test system which basically improves the accuracy of fitting. Secondly, the low-pass filter is added before the inverse filter to eliminate the influence of the high-frequency noise signal on the cutting force signal. We choose the cavity-free surface of outer covering parts of mold of automobile as research objects. The inverse filter dynamic compensation technology has been used to remove the influence of the dynamic characteristics of the test system and the high-frequency noise on the cutting force signal. The effectiveness of the proposed method is verified by relative milling experiments. Based on the experimentally measured forces after dynamic compensation, the modified cutting force coefficients are obtained using the average milling force method. The variation law of the cutting force coefficients with the axial depth, the radial width, and the feed rate is examined. Based on the modified variable cutting force coefficients, the 3D stability of the ball end milling cutter surface has been obtained using full-discretization approach. Combining the results from the cutting experiment and the nonlinear method, the stability prediction based on the modified variable cutting force coefficient can improve the prediction accuracy. The results provide theoretical support for the optimization of the machining process of the cavity-free surface of outer covering parts of mold of automobile.     

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。     

反向旋转双转子系统动力特性分析

反向旋转的双转子系统已被相当一部分航空发动机采用,以利于减小高、低压转子陀螺力矩的影响,降低机匣负荷,提高飞机机动性能。本文分析了一种中介联接方式较特殊的反向旋转双转子结构,即其中介轴承外圈与低压转子联接,内圈与高压转子联接。针对这种结构,本文应用传递矩阵法,结合边界条件,提出了一种较为简便的改进方法,分析了反向旋转双转子结构前3阶临界转速特性和振型特点,研究了支承刚度对结构的前3阶临界转速的影响。此外,本文对不同支承刚度下双转子结构的1阶临界转速进行了试验研究,并与计算值进行了对比,吻合较好。     

电解加工间隙中的传质过程及其对电解加工的影响

这里应用流体力学、传质学和电化学理论,分析了电解加工间隙中处于紊流状态的电解质溶液内的传质过程。在此基础上建立了阳极电流密度的计算方法,并讨论了外加电压、电解质浓度、流速等参数对电解加工的影响。     

磁悬浮铣削电主轴转子-刀具变质量不平衡系统动态特性研究

针对磁悬浮铣削电主轴在切削过程中因切屑进入刀具容屑槽中而导致“刀具-主轴”系统质量变化,进而引起系统回转精度不稳定的问题,以变质量质点理论为依据建立“切屑-刀具-主轴”系统的变质量动力学模型。分析系统的不平衡质量变化时所引起的系统振动,进而导致磁悬浮轴承定/转子间气隙磁场不均所产生不平衡磁拉力,并利用等效磁路法建立不平衡磁拉力模型。利用Riccati传递矩阵法求解磁悬浮铣削电主轴转子-刀具系统的稳态动力学模型,得到系统的模态参数和初始偏心质量影响下的不平衡响应。考虑铣削力、变质量力、切屑质量不平衡离心力和不平衡磁拉力等因素,采用Newmark-β算法求解磁悬浮铣削电主轴转子-刀具变质量系统的瞬态动力学模型。对系统从起动到切削过程的动态响应进行仿真分析,结果表明,质量不平衡是影响磁悬浮铣削电主轴转子-刀具系统稳态响应的主要因素;在切削过程中,变质量力是影响系统瞬态响应的主要因素;不平衡磁拉力对系统响应的影响与系统的稳定性成负相关与系统的振幅成正相关。