转子在线主动平衡技术发展现状与研究展望

转子动平衡伴随旋转机械的诞生而出现,是一种旋转机械常用的振动控制手段.纵观其技术发展,转子动平衡经历了机上平衡、现场停机平衡和在线不停机平衡等主要阶段,目前处于三者共存状态.以机床电主轴应用为例,转子在线主动平衡通过传感检测、驱动控制和平衡机构组成闭环系统,实现对运行中转子智能平衡.通过总结现有文献,认为转子在线主动平...     

转子现场动平衡的单平面平衡试验

用单自由度系统的受迫振动和旋转矢量阐述了转子现场动平衡的单平面矢量法的原理。说明了决定校重大小和位置角的方法。通过砂轮机转子动平衡介绍了单平面平衡矢量法的步骤。试验结果表明，转子现场动平衡的单平面矢量法是可行的。     

LM6000燃气轮机转子现场动平衡分析

本文从超高速旋转机械相位测量、试加重相位和重量的确定、平衡重量的计算等几个方面对3号LM6000燃气轮机转子现场动平衡进行了研究,为国内其他类似超高速旋转机械的相位测量,建立自主的高速燃气轮机现场动平衡调试规程,培养自身的燃气轮机检修维护方面的技术人员提供了理论依据和指导意义。     

转子在线主动平衡技术发展现状与研究展望

转子动平衡伴随旋转机械的诞生而出现,是一种旋转机械常用的振动控制手段。纵观其技术发展,转子动平衡经历了机上平衡、现场停机平衡和在线不停机平衡等主要阶段,目前处于三者共存状态。以机床电主轴应用为例,转子在线主动平衡通过传感检测、驱动控制和平衡机构组成闭环系统,实现对运行中转子智能平衡。通过总结现有文献,认为转子在线主动平衡核心技术包括平衡装置、失衡检测和平衡控制三个方面,机械、液压和基于电磁原理的平衡装置是目前主流平衡执行机构,基于信号的特征提取和基于数据的智能识别是目前失衡检测两条主要思路,基于影响系数在线估计的频域和时域平衡是目前关注最多的平衡方法,其中电磁平衡装置和时域平衡方法仍需进一步深入研究。总体而言,转子在线主动平衡技术在精密机床、过程机械和军工装备等领域已取得诸多研究成果,但鉴于其技术复杂性在实际应用中仍存在诸多难题亟待解决。展望转子在线主动平衡技术未来发展方向和研究课题,可为从事转子动平衡技术研究的国内外同行提供有益参考。     

基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自动平衡

转子不平衡引起的同步振动是主动电磁轴承转子系统高速运行面临的一个主要激振源.通过对转子系统不平衡特性的分析,提出了一种基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自适应自动平衡控制方法.该方法无需控制对象的传递函数,亦不影响原控制系统稳定的频率边界,通过对主动电磁轴承在线施加试探性激振信号,同时检测控制电流响应中不平衡频率成分的幅值和相位变化,直接识别出不平衡干扰的Fourier系数,产生精确的补偿信号,从而使转子绕其质心轴旋转.实验测试结果表明提出的自适应自动平衡方法对不平衡干扰有显著的抑制作用.     

航空发动机柔性转子动平衡方法

根据航空发动机柔性转子现场动平衡实践的需要,建立向前和向后正交的柔性转子混合平衡法和平衡步骤,分别在模拟转子和真实转子对方法的可行性和有效性进行实验考核。结果表明,向前和向后正交的柔性转子混合平衡法,可有效对发动机转子实施高速动平衡,且可提高平衡效率、减少试重个数和开车次数。     

应用模态分析及傅里叶变换的柔性转子无试重动平衡方法

针对旋转机械不平衡导致的振动问题,提出一种的柔性转子现场动平衡方法。其通过有限元理论建立转子系统动力学模型,并将系统运动微分方程按模态振型展开,利用FFT及IFFT变换,获取频域下不平衡载荷谱,最终识别转子不平衡状态。仿真和试验结果均表明,该方法仅需在低于临界转速的状态下采集振动响应数据,并且无需停机试重,就能准确识别转子不平衡状态,添加配重后可使转子各阶不平衡振动得到有效抑制。     

基于动力学响应分析的透平机械多转子轴系虚拟动平衡研究

为解决透平机械多转子轴系动平衡需频繁多次启停机的问题,提出一种基于动力学响应分析的多转子轴系无试重虚拟动平衡方法。通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相符的有限元模型,分别在各转子平衡配重位置处施加虚拟不平衡激励,进行动力学稳态不平衡响应分析,得到轴系平衡转速下各振动测点处的振动响应值,从而避免需多次启机试重来获取轴系转子配重位置处的加重影响系数,结合实测的轴系不平衡振动基频值,通过矢量计算获得轴系各转子所需的平衡配重。采用搭建的四跨五支承透平机械轴系转子模拟试验台,应用该方法开展1 200 r/min低平衡转速下无试重虚拟动平衡试验,结果表明一次配重平均降幅高达55%,不仅减少了启停机次数,而且可降低因试重不当、测试误差所导致平衡失败概率;该方法还可推广应用到柔性转子轴系的现场动平衡。     

柔性转子不平衡力在线识别方法的实验研究

柔性转子不平衡力在线识别方法的实验研究周海亭，饶柱石，傅志方（上海交通大学）一、引言各类旋转机械转子动平衡和不平衡载荷在线监测的研究是一个引人注目的课题。以往大多数现场测量的方法是根据轴上的振动信号，凭经验或频谱分析来进行分析，这种方法难以定量地确定...     

基于磁力等效原理的刚性磁悬浮转子系统高精度在线动平衡

针对磁悬浮飞轮转子不平衡振动问题,提出了一种在线动平衡方法。其基于磁轴承控制作用力与转子不平衡离心力之间的等效原理,通过检测磁轴承的控制作用力解算转子不平衡校正质量。设计了零位移控制器,使转子绕几何轴旋转,此时磁轴承的控制作用力与控制电流呈线性关系,通过测量控制电流来准确获得磁轴承的控制作用力。该方法消除了传统方法由动力学模型过度简化带来的误差,尤其适用于强陀螺效应的扁平型刚性磁悬浮转子系统。实验验证了该方法的有效性,对提高磁悬浮转子系统的动平衡精度具有实际意义。     

软硬支承一体动平衡研究

动平衡机是测量旋转机械动不平衡量的仪器,目前市场上的动平衡机分硬支承动平衡机和软支承动平衡机,这两种平衡机都有各自特点。综合硬支承动平衡机和软支承动平衡的特点,研究软硬支承一体的动平衡系统具有实用性。软硬支承一体的动平衡系统中,硬支承模式振动频率远小于固有频率,相反软支承模式振动频率远大于固有频率,刚性转子动不平衡量的软、硬支承解算算法分别是影响系数法和A-B-C法。仿真和试验结果表明该系统符合测量标准要求。     

高速风机振动分析和转子动平衡

某厂#2机组安装后试运行时风机轴振动就偏大,动平衡经过多次配重轴振动都不能降低到理想值.主要原因是风机转子制造时中间部位存在较大的质量偏心,而所加平衡重量在转子两端平衡孔内,工作转速下转子呈现出多阶振型叠加的复杂振型.按照挠性转子振型平衡理论,现场在只有两个加重面的条件下,不可能平衡二阶以上振型,风机轴振动就很难同时达到优良水平.     

旋转机械现场动平衡的影响因素分析

转子不平衡产生的振动主要是由不平衡质量的惯性力和惯性力矩造成的。转子不平衡引起的故障约占机械全部故障的60％以上。在转子不平衡引起的机械故障中,除了不对中、轴弯曲、材质不均匀等原因造成的不平衡外,还有大量现场不可避免的原因。比如热变形和电磁力的影响,转子在使用过程中存在的磨损、积垢等都会使转子产生新的不平衡。由此可见,转子现场动平衡具有广泛的应用要求。     

电厂风机不平衡故障分析及现场解决

机械振动是一种十分普遍的现象，凡是运动的机械不管多么精密，都存在程度不同的振动，有时人们用感官很难感觉到振动的存在，只有用现代仪器测量，才能揭示其真实面目，而风机转子不平衡振动相对说来比较剧烈。振动数据是反映机器状态最敏感的参数。本文针电厂风机阐述风机转子不平衡的故障机理、不平衡故障类型、转子不平衡故障的振动特征极其区分方法，并结我厂实现有的ENTEK公司Dyrmmix 500数据采集器所拥有的现场动平衡功能，介绍现场动平衡的步骤。     

基于SolidWorks二次开发的螺杆转子动平衡自动计算设计

动平衡是螺杆真空泵设计制造过程中必须解决的重要问题。一般方法是将螺杆转子不平衡质量等效分解到选定的两个平行平面,采用等效替代的近似法进行动平衡分析计算。本文采用SolidWorks二次开发技术,用VB.NET语言对动平衡分析过程进行整合,设计了简单直观的人机交互界面,可对任意类型的螺杆转子不平衡量及其相角进行自动精确计算。在选定的两个平行平衡基面的不平衡相角位置,配上或去除相应质量以消除各面上的不平衡量,当不平衡量为零时,则转子达到了动平衡。若经过一次双面平衡,不平衡量仍较大,则需要再次选定两个新的平衡基面计算和去、配重,即多次双面平衡操作。这大大减少了动平衡设计的工作量并提高了动平衡的设计质量和精度。该界面设计原理与转子型线和结构无关,因此可用于任何类型的螺杆转子和其他不规则零件的动平衡计算。     

现场动平衡技术在生产中的应用

现场动平衡技术是旋转机械在工作状态下,对其进行振动测量和平衡校正的一种平衡方法。实践表明该技术在转动设备中的应用效果比静平衡和离线动平衡校验效果好,工作量小,且能兼顾安装状况,是解决动不平衡故障的首选方法。     

CTP成像滚筒动平衡机构特性及配重实验

针对CTP成像滚筒平衡状态多变的特点,根据刚性转子动平衡原理,完成了动平衡机对成像滚筒的配重实验。基于实验,找出了滚筒旋转过程中不平衡的机理和机构平衡块移动及定位的基本规律,为解决印版幅面尺寸变化而产生的滚筒不平衡提供了实验依据。此配重实验在测试、产品组装及设备使用过程中的调节等方面,还存在精度不高、效率低等问题。     

高速转子整机动平衡仪的开发与研究

转子动平衡的关键是提取转子不平衡振动的振幅与相位。A／D在转子不平衡振动的一个周期内,采到的点数越多,求得的振幅与相位越准,动平衡效果也就越好。本文围绕提高相位和振幅测量精度,详细论述高速转子整机动平衡仪的软、硬件设计,并通过实例介绍其在生产实际中的应用。     

旋转机械无试重现场动平衡原理与应用

提出了一种高效的无试重现场动平衡原理与方法,并进行了实验验证及现场应用研究。无试重平衡的基本原理是通过数值模拟的方法,通过在平衡平面上施加虚拟不平衡量,确定转子在轴承处的振动相位相对于平衡平面处的激振力的相位的滞后角。这种滞后可以借助不断完善的转子动力学理论以及有限元数值模拟方法进行确定,其关键是确定轴承的刚度和阻尼系数。滞后角和振动的相位相加便为激振力的相位,将该相位反相可得到配重的相位。配重量由测量得到的振幅和计算得到的振幅之间的比例关系以及虚拟不平衡量的大小确定。实验研究以及现场的平衡实践表明,该方法可以在不加试重的情况下,实现对转子的有效平衡,从而降低机组的现场动平衡的时间和成本。     

单支撑1000MW超超临界汽轮机轴系不平衡响应分析

建立单支撑1 000 MW超超临界汽轮机不平衡响应分析有限元模型,计算升速过程中轴系不平衡响应特性,比较单、双支撑机组不平衡响应差别。研究结果表明,不平衡响应分析时可将转子两侧单支撑轴承视为该转子的双支撑,由此两轴承振动分析不平衡面及不平衡型式。单支撑汽轮机转子之间振动耦联性较强,突显于相邻转子两临界转速附近。工作转速远离临界转速时相互间影响并不大。虽转子二阶临界转速远高于工作转速,但采用单支撑模式机组转子不平衡力偶与振动间相位滞后角大多在120°以上。通过对1 000 MW汽轮机组进行低压转子现场高速动平衡试验,不平衡响应分析结果获得试验验证。