轴承滚子不平衡量测试方法

针对轴承滚子质量小、不平衡量小、驱动难度大的特点,提出了采用激光在共振区测量滚子不平衡量的方法,很好地解决了依据不平衡量分检滚子的问题。建立了摆架的动力学模型,对摆架动力学特性进行了分析。并设计了测试系统,对该方案的可行性进行了验证。     

新型滚子动不平衡量测量装置振动系统的模态特性分析

圆柱滚子有质量小和不平衡量微小等特点，不平衡量的测量难度较大，目前的测量方法为接触式测量，对滚子表面有损伤且测量结果不精确。设计了一种新型小质量圆柱滚子动不平衡量无损测量装置，构建了振动系统动力学模型，分别用理论、仿真计算和试验定量测量了4种刚度系数下的振动系统模态参数。理论、仿真与试验得出的固有频率极差最高为2.4%,验证了振动系统动力学模型的准确性。     

一种MEMS的微小滚动体动平衡测试系统

针对微小滚动体质量小、驱动难度大、不平衡量微小等特点,提出了基于MEMS的微小滚动体动平衡测试系统,分析摆架参数对动平衡测试系统振动特性的影响,把MEMS加速度传感器对称嵌入到摆架支撑上,来测量摆架振动加速度,并用经打孔处理的电路板直接作为摆架支撑,优化后的摆架质量更小,测试系统的成本更低,灵敏度更高,操作更加简便。试验数据表明,该测试系统能够实现微小滚动体动平衡检测,且具有性能稳定、灵敏度高、成本低、适用范围广等特点。     

基于全相位快速傅里叶变换的主轴不平衡特征提取及实验

主轴作为数控机床的核心部件,因其质量不平衡而产生的振动严重影响机床的加工精度。对主轴不平衡振动进行有效抑制的前提是需要准确提取振动信号特征。为了准确提取主轴系统的不平衡振动特征,获取振动幅值和相位,提出基于全相位快速傅里叶变换的主轴不平衡振动特征提取方法,全相位快速傅里叶变换利用自身的频谱分析功能实现对信号相位和振幅的准确提取。分别通过仿真与实验的方式将该方法与其他3种方法进行振动特征提取对比,全相位傅里叶变换提取振动幅值和相位准确度和稳定性更好,提取后的振动相位准确性可达97%,而提取后进行动平衡振动抑制实验,振动量下降65.21%,进一步验证了该方法的有效性。     

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。     

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。     

涡旋压缩机动平衡设计和振动研究

为改善涡旋压缩机振动,对其传动系统的动平衡进行优化设计。对涡旋压缩机的动平衡系统进行理论研究,通过EXCEL软件提供的规划求解功能得到了动平衡的最优解,理论上通过该方法对上下平衡块的优化设计可以将不平衡量将至0。分析了动平衡系统部件的误差对不平衡量的敏感性,发现相较部件质心轴向位置,其离心力的误差对动平衡系统影响更大。为检验动平衡设计对压缩机振动的价值,在理论上分析了动平衡系统的不平衡量对压缩机振动的影响,并与压缩机振动试验结果比对。振动试验结果表明,动不平衡量与压缩机振动正相关,与理论相符。EXCEL软件应用广泛,程序运行稳定、速度快,不需要自行编写程序,可极大减少设计时间和开发周期,降低设计成本。     

万向轴动不平衡检测的自适应变分模态分解方法

万向轴动不平衡主要体现在万向轴振动信号的转频及其倍频上,为了更准确地提取动不平衡振动特征,引入具有完备理论基础、窄带滤波特性和最优解的信号分解方法——变分模态分解法来提取动不平衡振动特征。然而,变分模态分解的结果对两个参数(模态数量、惩罚因子)的设置很敏感。因此,提出应用傅里叶谱的均方根分布与其局部峭度值确定变分模态分解的模态数量,利用傅里叶谱峭度增量对惩罚因子进行最优选择。建立万向轴动不平衡的自适应提取模型,应用试验台实测数据对该检测方法和模型的有效性进行了验证。     

基于多尺度法的电机转子在不平衡磁拉力作用下的自由振动特性分析

即使动平衡精度很高的电机转子,其质量偏心可忽略,但由于车用永磁同步电机工况复杂,换段过程、路面不平度、发动机激励等都可对转子系统形成径向扰动,转子将产生自由涡动,引起动态偏心,进而不平衡磁拉力对电机转子系统的自由涡动产生影响。根据转子系统的刚度特性讨论了动力学方程中非线性项系数以确定多尺度法的应用条件,利用该方法得到了不平衡磁拉力作用下转子系统自由振动的解析解并研究其振动特性。由于不平衡磁拉力的非线性使得转子正反自由涡动的复振幅是时变的,其大小保持常数不变而其相位随时间线性变化,其变化率取决于正反涡动的振幅,这将导致正反涡动的频率降低。若正反涡动振幅大小相等且非零则正反涡动频率相等,转子中心运动轨迹为直线;若正反涡动振幅有一个为零,则转子中心轨迹为圆;更一般的情况是正反涡动振幅大小不等且均不为零,两种涡动产生耦合其频率也不再相等,转子自由涡动的轨迹是一个旋转的近似椭圆其位移分量产生调幅现象。当转子涡动振幅不大时,利用多尺度法获得的解析解与数值计算结果吻合较好具有较高的精度。     

基于小波包近似熵和SVM的圆柱滚子轴承诊断

为了解决特种车辆变速箱圆柱滚子轴承由于振动信号的非线性、非平稳特征较为微弱,提取的特征量数值不明显且现实中难以获得大量含丰富特征的典型故障样本而难以对其进行准确诊断的问题,应用小波包近似熵和支持向量机对特种车辆变速箱圆柱滚子轴承进行诊断。首先,在自行搭建的模拟实验台上采集某型特种车辆变速箱圆柱滚子轴承正常、外圈磨损、滚动体故障、点蚀和压痕4种典型状态的振动信号;然后,分别提取4种典型状态振动信号的小波包近似熵值作为支持向量机的输入,根据支持向量机的输出结果来确定圆柱滚子轴承是否发生故障和故障类型。结果表明,该方法能有效对某型特种车辆变速箱圆柱滚子轴承的典型状态进行诊断,为其他相似变速箱圆柱滚子轴承的故障诊断提供一种参考途径,具有一定的工程实用价值。     

高分离比静偶分离测量平衡机研究开发与应用

工业风扇及同类型超薄转子(转子直径D与厚度H的比在8～16倍)一般为悬臂安装,其剩余不平衡量严重影响系统的振动和噪声大小,以及运转的平稳性。现有的动不平衡检测装置不能满足该类转子的平衡工艺技术要求,必须寻求一种新的方法和装置,使静不平衡与偶不平衡分离,进而达到动不平衡检测及校正的目的。本文根据该类转子的特点,运用平扭复合杆、弯摆复合杆、空心悬臂安装传感器等建立的振动模型,研究开发出了高分离比静、偶动不平衡检测装置及动平衡机。     

船用柴油机扭力轴动平衡测试及研究

研究了 2 Z390船用柴油机扫气泵扭力轴在运行时的弯曲振动。通过对扭力轴振幅随转速的变化规律 ,轴心轨迹的测量以及振动频谱分析 ,表明扫气泵传动系统存在较大的不平衡量。这也是扭力轴产生弯曲振动的原因之一。研究结果表明对扭力轴进行振动测试 ,根据振幅的最大峰峰值随转速变化的规律以及轴心运动轨迹 ,能有效地判断扭力轴是否存在不平衡     

大型车载光电跟踪设备隔振基础的主动控制

为了保证大型车载光电跟踪设备的稳定工作,提出了一种跟踪架的隔振方法。采用空气弹簧加上电磁作动器实施减振,其电磁作动器采取差动布置方案,使电磁作动器的输出力与控制电流成线性关系。对几种控制方法进行了对比分析,选用绝对速度反馈控制,保证隔振基础对高频振动的隔振能力,同时避免低频振动时产生共振。最后,通过MAT-LAB进行仿真分析。仿真和实验结果显示,z向低频振动振幅已从5×10-5m减至1.8×10-5m,θx向低频振动振幅从2.2×10-5m减至0.6×10-5m,θy向低频振动振幅从2.0×10-5m减至0.4×10-5m,同时能够避免产生共振,表明采用绝对速度反馈主动控制方法可以起到较好的减振作用。     

由擺動振幅測定转子的不平衡量的計算法——在玲奋式動平衡机上解决平衡物应加减平衡重量的問題

一、前言玲奋动平衡机是国内自制的产品,它的構造系由一变速传动部分,带动一只需平衡的转子,使这个转子支在两摇擺架上自由转动。如果这个转子存在有不平衡的重径積,则必然产生一离心力,由于这离心力的周期性作用,必使摇擺架产生一水平方向的擺动或振动。这种振动的振幅,一般可由左右摇擺架的支架上的微分表读出。它的角度位置的测出,则是采取高压感应线圈的原理,将这一振动所产生的火花间隙的距离变化,通过一钨金接触点,与一高压线圈相联。转盘的每一角度位置,即由电气线路接连到一个火花表上,由火花表上看出打火花角度位置,即可判断转子左右两平衡面上的不平     

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。     

基于DTCWPT和奇异值差分谱的万向轴动不平衡检测方法研究

针对万向轴动不平衡振动信号复杂、提取故障特征难度大等问题,提出了基于双树复小波包(Dual Tree Complex Wavelet Packet Transform,DTCWPT)和奇异值差分谱的动不平衡检测方法。首先采用DTCWPT将万向轴振动信号分解为不同频段的分量,对包含万向轴特征信号的频段构造Hankel矩阵;然后计算奇异值差分谱,以差分谱前五个最大突变点确定奇异值重构个数进行重构;最后求傅里叶谱提取万向轴特征频率幅值。通过线路试验数据对该方法进行验证并分析动不平衡值和万向轴转动频率幅值、运行速度间的关系,结果表明:该方法能够有效凸显万向轴动不平衡特征频率,提高谱线清晰度。转频幅值与动不平衡值呈正相关,动不平衡值增大,转频幅值增大;动不平衡值一致,万向轴转频幅值随运行速度增加而增大。     

液体动静压球轴承轴心运动轨迹研究

为研究外载荷对轴承转子系统稳定性的影响,以小孔节流的液体动静压球轴承转子系统为研究对象,建立液体动静压球轴承转子系统动力学模型。通过求解轴承润滑数学模型获得非线性油膜力,分析转子所受到的外载荷,采用欧拉算法预测出轴心下一个时刻位移、速度和加速度,并分析转子系统质量、不平衡载荷和阶跃载荷对转子回转精度的影响。结果表明：随着转子系统质量的增加,所需平衡的油膜力增加,轴心振动幅度增加,从而导致转子回转精度降低;相对于不考虑不平衡载荷,考虑不平衡载荷后其振动形态为椭圆且振动幅值增大,减小不平衡值将减小振幅并提高旋转精度;随着阶跃载荷的增加,达到平衡所需的时间也增加。     

圆锥滚子超精研导辊的精确辊形及其磨削分析

确定了圆锥滚子超精研导辊的精确辊形,并进行了数值分析,结果表明,辊形锥角对滚子锥角最敏感,对接触角较敏感,对滚子直径不敏感;辊形凹度对滚子锥角较敏感,对接触角和滚子直径均不敏感。提出了导辊磨削辊形表达式并进行了数值分析,分析表明砂轮半锥角和砂轮架垂直摆角是两个关键参数,对其合理取值可实现辊形精确磨削;给出的分析实例中,在0.1μm精度范围,内磨削辊形与精确辊形相同。     

气压液式自愈调控系统性能分析与试验研究

针对质量不平衡引起机组振动超标,严重影响设备的安全稳定运行的问题,设计了一种气压液式自愈调控系统,能够实时在线抑制转子的不平衡振动,执行器的设计核心在于利用压缩气体驱动平衡液实现质量转移,所以气体驱动力的计算尤为重要。通过综合考虑离心力条件、液体流速条件、连通管中心点条件,计算储液腔内不同液体量对应的理论最小气体驱动力,通过与两种气体驱动力工况下的液体转移试验数据进行综合分析得到执行器的实际最小驱动力,并通过试验验证了自愈调控系统的有效性。自愈调控系统实现将待平衡转子的不平衡振动从13μm降至2.1μm,振幅降低比例达到80%以上。     

自动跟踪相关滤波在电主轴动平衡中的应用

根据动不平衡信号的信息特征和信号的相关性,给出了自动跟踪相关滤波原理和算法;基于Labview开发系统,依据自动跟踪相关滤波原理开发了动不平衡信号提取图形化程序,应用此程序对含有不同倍频谐波和噪声的振动信号进行仿真处理,并在电主轴动平衡中进行现场试验.结果表明,通过自动跟踪相关滤波,能够准确提取不同转速的动不平衡信号;能够满足电主轴高精度动平衡测试的要求.