应用现场动平衡技术的一点体会

为使转子具有比较满意的平衡精度,可以采用现场动平衡技术.现场条件下的动平衡方法,仅单面动平衡即有幅值相位法(相对于基准信号的比较相位)、两点试重法和三点试重法等.双面动平衡也有幅值相位法和三点试重法.用相位来确定不平衡重量的方位角是最便捷、准确的方法,但由于现场的情况很复杂,容易造成测量的信号,尤其是相位信息不很准确,给平衡校正工作带来影响.为消除这种影响,我们把幅值相位法和两点试重法结合起来使用,即在转子上对称地钻两个孔,以便携带配重.在测量由初始不平衡量引起的振动时,即应注意相位角是否稳定,如稳定,只加一次配重即可完成平衡校正工作;否则,应记下数据,连续对称地加两次试重,分别按两点试重法和幅值相位法计算出3个校正值,然后择中加配重,即可获得较好的平衡效果.不平衡量大小的变化与由失衡引起的振动值的变化不成线性关系,只有当不平衡量减小到一定程度时,振动值才会明显下降,此后继续减小不平衡量,振幅不再有显著变化.线性假设理论带来的理论误差,以及在加减配重、试重时存在的误差约会影响平衡精度,而上述两种方法结合的平衡法,可在一定程度上弥补这些误差带来的影响.由于平衡配重的计算比较繁复,宜采用计算机来完成.我们根据平衡的计算方法,自行编制了两点试重法单     

基于双面动平衡的配重转移规律研究

针对多级转子系统进行动平衡操作时存在的需要预先选择校正配重平面问题,对双平面影响系数动平衡方法中配重大小随配重平面转移的影响机理进行了研究。对配重大小变化规律进行了归纳,提出了最优的配重平面选择位置;利用转子动力学软件DyRoBeS,建立了十轮盘平面转子系统结构模型;通过虚拟动平衡方法,模拟分析了配重大小随配重平面转移的变化规则;搭建了十轮盘转子实验台,进行了不同不平衡量工况与不同配重平面下的双平面动平衡效果实验。研究结果表明:选择平衡转速在一阶临界转速附近进行动平衡时,综合不同不平衡量工况下的配重规律,选择转子系统中相距最远的两级轮盘作为校正配重面进行双面影响系数动平衡时配重质量最少,过一阶临界转速时振动降幅效果明显。     

集成GA-PSO方法的转子系统多点不平衡量识别

针对传统转子动平衡方法需多次启车确定平衡配重、平衡效率低、平衡成本高的问题,提出了集成遗传算法(genetic algorithm,简称GA)及粒子群算法(particle swarm optimization,简称PSO)的转子多点不平衡量在线识别方法。该方法的核心是将转子不平衡量分解为数目、位置、质量和相位信息,分别获取转子系统理论不平衡响应与实际振动特征,正反问题角度相结合实现转子多点不平衡量的准确识别。首先,采用集成化的GA-PSO优化算法进行不平衡量识别;其次,通过引入正则化思想构造新的目标函数,利用遗传算法获取不平衡数目的稀疏表示,实现不平衡量数目识别;最后,采用粒子群算法进行不平衡量位置、质量和相位识别,通过缩小粒子群算法初值范围,提高不平衡位置、质量和相位识别精度。仿真和转子实验台实验数据的识别结果表明,该方法可以有效对转子不平衡量进行在线预估,并可有效指导现场无试重动平衡,从而降低后续转子系统现场动平衡的成本,提高其平衡效率。     

影响系数法与模态平衡法的转子过临界振动研究

针对影响系数法与模态平衡法对转子动平衡后控制过临界振动效果不同的问题,对双平面影响系数法与模态N平面全正交法的平衡机理进行了研究,对动平衡后平衡转速与各阶临界处振动影响规律进行了归纳。利用转子动力学软件DyRoBe S建立三级轮盘转子结构有限元模型,同时搭建刚性支承三级轮盘转子系统实验台进行了不同动平衡方法的过临界振动控制效果实验。研究结果表明:影响系数法所加配重只能降低平衡转速处的振动幅值,但会破坏其它转速时的平衡状态;模态全正交平衡法配重后,有效减小某一阶模态不平衡量同时不影响其它阶模态不平衡量,即大幅度降低了某一阶临界转速处的振动幅值,同时未对其它阶次临界处的振动幅值产生影响,不会破坏其它阶次动平衡后的效果。     

电动机转子动平衡技术探究

转子动平衡的检测和校正是降低旋转电机振动和噪声的有效方法,通过检测转子的原始不平衡量,通过加重或去重的方法校正残余不平衡量,从而达到动平衡精度的要求。文中分析了旋转电机转子不平衡量产生的原因、允许剩余不平衡量的计算以及动平衡校验的方法。     

一种简便的现场动平衡新方法

现场动平衡是解决旋转机械不平衡故障最方便有效的方法。针对当前工程实际中正在使用的动平衡方法的不足,从Jeffcott转子不平衡响应这一角度出发,结合影响系数法原理,提出一种无需相位信息的动平衡新方法。该方法无需安装键相传感器,通过两次特殊位置的试重,即可计算出配重大小及两个可能的配重位置。应用该方法进行现场动平衡,最少停机3次,最多停机4次,即可完成现场动平衡。为了验证该方法,在Bently转子实验台上进行了3组动平衡实验,把该方法与影响系数法的结果进行了对比。实验结果表明,与影响系数法相比,该方法对试重的要求不敏感,即使试重对不平衡响应的影响很小,也能获得较理想的结果。文中所提方法对工程现场动平衡技术的应用具有重要促进作用,能够显著提高工程实际中机组的不平衡故障处理效率,具有显著的工程应用价值。     

柔性转子无试重模态动平衡测试系统

针对传统柔性转子动平衡方法需要多次添加试重、多次启动而导致平衡效率低、安全性无法保证的问题,提出了一种高速柔性转子无试重模态动平衡方法。该方法借助有限元软件计算得到转子的模态特征,结合测量得到的振动信息,计算出平衡配重的大小和相位。为了将此方法应用于工程实际,研制了一套柔性转子无试重模态动平衡软、硬件测试系统。将该系统与国外同类先进测试设备SIRIUS对比,两者之间的相位测量误差为2.376°。转速计量表明,该测试系统的转速测量范围为0～60kr/min,最大测量误差为10%。应用该系统对跨二阶双盘柔性转子实施了无试重动平衡试验,平衡后一阶振幅下降60.6%,二阶振幅下降74%。试验结果表明,所研制的无试重模态动平衡系统可有效应用于高速柔性转子的动平衡,提高平衡效率和安全性。     

对转子平衡配重的探讨

在转子的平衡过程中,试验配重的大小和位置是一个最关键的问题,试验配重选择适当,有可能一次试验就能消除转子的不平衡量,否则,不但不能消除转子的不平衡量,有时还会造成轴承烧损等重大事故.因此,探讨转子平衡配重,对转子的平衡工作具有十分重要的现实意义.     

基于LabVIEW的在线动平衡测量系统设计

为了准确测量机械转子的不平衡量,开发了基于Lab VIEW的转子在线动平衡测量分析系统。该系统采用相关分析的方法对机械转子动态振动信号进行时频分析,实现对振动信号幅值和相位准确提取,并用影响系数法求解不平衡量。充分利用Lab VIEW丰富的库函数和强大的计算分析及信号处理功能,设计了一种可靠、便捷、准确的动平衡在线计算测量方法。     

运用BH550和现场动平衡仪解决风机振动研究

本文主要介绍了利用BH550对离心风机轴承箱水平和垂直振动进行频谱采集,通过对该风机轴承箱轴承位置波形图、频谱图及滚动轴承特征频率进行分析,确定离心风机振动的主要原因是由于转子动不平衡引起的,之后利用SIMGSB-7700型现场动平衡仪对离心风机进行现场动平衡,现场通过试加配重,确认初始相位,去掉试加配重,最终确认叶轮动不平衡的焊接配重的相位及不平衡量。在此位置通过焊接配重来降低叶轮的动不平衡量,直至达到相关标准要求。通过状态监测分析及现场动平衡成功解决了某厂离心风机振动大的问题,避免了对风机解体大修,节约了检修时间和费用。     

基于遗传算法的航空发动机转子动平衡优化计算

为实现航空发动机装机状态下转子动平衡功能,利用影响系数配平法结合遗传算法建立转子动平衡优化算法,该算法可用于计算真实航空发动机转子动平衡方案。通过发动机低压转子单面配平试验数据验证所建立动平衡优化算法的有效性;最终,利用该算法进行航空发动机转子动平衡方案计算,结果显示,单次配平可将发动机各测点在各转速下的最大振动值降低55.3%,表明其工程应用中的有效性。该算法可利用航线飞行中记录的发动机振动数据进行低压转子动平衡,使低压转子振动始终维持在较小水平,对提高发动机可靠性及使用寿命具有重要意义。     

基于动力学有限元模型的多跨转子轴系无试重整机动平衡研究*

针对多跨转子轴系现场动平衡需频繁启停机的问题,结合影响系数平衡法和模态振型平衡法特点,提出一种新的基于动力学有限元模型的轴系无试重整机动平衡法。综合转子动力学相关理论和有限元技术,通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相符的转子动力学有限元模型。采用柔性转子共振分离原理,分析轴系振型和不平衡振动阶次以确定各跨转子加重平衡平面数和位置,分别在各跨转子平衡位置处施加不平衡激励,获取轴系平衡转速下各振动测点处不平衡响应,计算出相应的加重影响系数,从而取代轴系现场动平衡中需要多次启停机试重测取过程。然后采用最小二乘法通过解平衡矢量方程组得到轴系所需的平衡配重。最后以模拟百万兆瓦超超临界汽轮机的四跨五支承柔性转子轴系试验台为例,应用该方法开展了2 700 r/min转速下轴系四个平面同时配重动平衡试验,单点降幅最高达53%,实现了无试重下柔性转子轴系整机动平衡,可有效减少因盲目试重次数,节省平衡费用和周期。     

刚性转子动平衡的关键技术分析

阐述了刚性转子双面硬支承动平衡的工作原理,介绍了转子不平衡量的提取算法和数字滤波方法,分析了动平衡系统标定方法、去重校正策略及误差补偿等关键技术.     

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。     

基于遗传算法的1000MW核电套装转子动平衡优化

本文提出了一种套装转子的主动平衡新方法,通过事先调整轮盘安装角度,在不改变现有加工设备和转子配重修正面的情况下,降低生产系统中的累计不平衡量,显著减少动平衡配重实验所需的时间和配重量,降低动平衡反复启停产生的不必要成本,该技术可在发电设备的动平衡上推广应用。     

转子动平衡中振动信号幅值相位的提取方法研究

针对转子动平衡中振动信号的特点,深入研究了提取不平衡量振动信号幅值相位的3种方法:传统FFT法、整周期截断DFT法和互相关法。最后,通过仿真和实验,对比分析了这3种方法的幅值、相位提取精度。结果表明整周期截断DFT法具有较高的提取精度,且方法简单,在转子动平衡中具有较好的应用前景。     

旋转机械在线自动平衡系统的研究——电磁式动平衡调节器在线试重平衡法 …

针对电磁式动平衡调节器提出在线试重平衡法,这种方法与其他平衡头所用的方法不同之处在于,它先在工作传递下辨识出转子系统影响系数及不平衡量,接着计算了平衡块的最佳位置并控制平衡块移相应的位置,文中还通过一台模拟风机的试验证明了其可行性与有效性。     

不平衡量对非线性转子-挤压油膜阻尼器系统临界转速影响的研究

对动力涡轮转子这种柔性细长轴超临界转子进行动平衡时,需要知道知道转子运行的模态信息以及动平衡影响系数。基于ANSYS有限元分析软件建立了动力涡轮转子-挤压油膜阻尼器的动力学模型,提出了一种考虑阻尼器偏心率和转速变化的变刚度阻尼系数不平衡谐响应计算方法。通过计算发现:由于挤压油膜阻尼器的非线性特性,会导致转子系统的临界转速随着不平衡量的增加而明显增加。同时,这也导致了同一位置、同一转速下,动平衡影响系数也会随着不平衡量的变化而变化。在进行这类转子动平衡时,需高度重视这2种现象。     

一种曲轴动平衡机机械摆架系统

一种曲轴动平衡机机械摆架系统中国船舶工业总公司６３５４研究所程水生本文所述曲轴动平衡机是用于平衡六拐和四拐曲轴的。该机能够测量出曲轴两端不平衡量的大小和角度位置。并能根据曲轴上平衡块的位置和允许去重的角度自动进行分解、钻孔去重。使每端剩余不平衡量小于...     

旋转机械在线自动平衡系统的研究——电磁式动平衡调节器在线试重平衡法研究

针对电磁式动平衡调节器提出在线试重平衡法,这种方法与其他平衡头所用的方法不同之处在于,它先在工作转速下辨识出转子系统影响系数及不平衡量,接着计算出平衡块的最佳位置并控制平衡块移到相应的位置。文中还通过一台模拟风机的试验证明了其可行性与有效性。