斜筒式滚筒洗衣机工作变形与低频噪声分析

利用工作变形分析技术,研究了某款斜筒式滚筒洗衣机脱水工作过程低频段(7-600Hz)的振动变形,结合噪声量测分析手段,对振动和低频噪声的关联特性进行初步探讨。结果表明,脱水工作过程中电机、滚筒等部件的运动不平衡力及电机的电磁激振力是整机振动主要原因;低频噪声主要由洗衣机结构对电机激励的振动响应所致,两侧壁辐射的噪声明显高于前后方向。低频噪声的控制可以通过改变结构的振动响应特性实现。     

滚筒洗衣机瞬态脱水阶段控制策略的研究

滚筒洗衣机在瞬态脱水阶段的振动较为剧烈,为此制定脱水启动阶段电机转速的两种控制策略来实现滚筒洗衣机的减振降噪。首先,在动力学仿真软件ADAMS中建立滚筒洗衣机动力学模型,分析脱水工况下启动加速度以及偏心负载质量对瞬态脱水振动的影响。进而,依据瞬态脱水振动特点制定两种控制策略:分段式加速的开环控制策略以及基于传感器测振的闭环控制策略。最后,建立ADAMS与Simulink联合控制仿真模型,对比研究传统加速方式工况下以及两种控制策略下滚筒洗衣机瞬态脱水阶段的振动情况。结果表明这两种控制策略在瞬态脱水阶段对滚筒洗衣机具有良好的抑振作用。     

前开式滚筒洗衣机噪声评定方法初探

从滚筒洗衣机结构与运行过程的力学特性出发,结合滚筒洗衣机噪声测量的结果,发现了衣物随机形成的不平衡质量是滚筒洗衣机噪声测试结果具有不确定性的原因.这些随机的不平衡质量在洗衣机运行过程中产生了随转速变化的离心力激起洗衣机的随机振动,并引发随机的噪声.为此,提出了改进滚筒洗衣机噪声测量与评价方法的建议.     

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。     

浅谈改进波轮洗衣机脱水动态平衡的方法

目前波轮洗衣机脱水均采用顶装式带平衡液的平衡环进行动态平衡,平衡环生产加工工艺较复杂、成本较高,平衡环受外力易裂开漏液,同时由于是顶装式,平衡液重心相对较高,而甩干衣服时平衡液成为偏心负载导致洗衣机产生较大的抖动甚至移动。阐述如何改善洗衣机平衡环的结构及降低甩干的偏心负载,从而达到降低成本并保持洗衣机高速甩干时的稳定性的目的。     

波轮式全自动洗衣机摆动问题的探讨

为研究波轮式全自动洗衣机脱水振动特性,首先将非线性模型在静平衡点处线性化,用雅可比矩阵作为刚度矩阵,进行模态分析。分析了刚度矩阵的构成,并给出了其表达式。在模态分析的基础上,指出了洗衣机中的摆动振型,并分析了其影响因素。通过数值仿真,分析了摆动振型随吊杆切向阻尼的变化,讨论了脱水过程中的摆动平衡区与转子平衡区,进而分析了临界阻尼的存在性及其影响因素。采用二分法求取某型号洗衣机的临界阻尼点,经过计算点的拟和,指出了临界阻尼与衣物偏心距间存在近似的二次函数关系。通过实验,验证了临界阻尼的存在。最后在本文结论的基础上,分析了液体平衡环的作用。     

双级滑阀真空泵振动平衡的研究

研究了双缸结构的双级滑阀真空的振动平衡,提出了定量平衡双级滑阀真空泵振动的方法;运用最小二乘法获得多级平衡配重的关键参数,精确平衡双级滑阀真空泵的不平衡惯性力.以2IH-150滑阀真空泵为例进行振动平衡,平衡后的剩余惯性力减至1500 N以内,振动力降幅达到80％左右;应用多级平衡配重方法所设计的真空泵在松地脚螺钉时的最大振幅仅为0.13 mm.因此,针对双级滑阀泵振动的平衡计算方法是行之有效的,可使泵的振动在很小的范围内.     

某工业洗衣机动力学特性研究

工业洗衣机在高速脱水的工作过程中,由于衣物的不均匀分布而产生偏心激振力,造成整体结构剧烈振动,从而存在结构疲劳破坏的事故隐患。针对某型工业洗衣机的结构特点建立有限元模型,对洗衣机在高速脱水工况下偏心激振力的大小和分布规律进行分析。运用NASTRAN软件计算得到的结构瞬态响应分析结果,与振动测试结果对比吻合较好。本研究对工业洗衣机的疲劳强度分析与结构优化具有重要意义。     

《洗衣机滚筒的有限元动态分析》

针对某型号滚筒洗衣机的滚筒结构特点,运用Pro/E软件和有限元软件ANSYS对洗衣机在高速脱水工况下进行结构动力分析,并进行离心载荷作用下的模态分析,得到受力和变形情况以及固有频率和振型。根据分析结果,得出危险位置和临界转速,并对滚筒组件提出了改进建议。     

滚筒洗衣机瞬态脱水振动的分析与控制

为控制滚筒洗衣机瞬态脱水振动,建立了带有磁流变阻尼器的滚筒洗衣机平面振动模型;通过数值求解,分析了脱水过程按指数规律启动时,系统最大振幅随加速时间常数的变化;讨论了不同稳态转速下,系统最大振幅平均值随衣物负载质量和阻尼器控制电流的变化,结果表明:磁流变阻尼器控制电流对系统最佳加速时间常数的影响不大,对于1～9 kg的衣物而言,采用0.7的加速时间常数可取得较好的综合控制效果。此外,为综合考虑悬挂系统的瞬态抑振与稳态隔振,提出一种简单的磁流变阻尼器控制策略:采用短时傅里叶变换追踪盛水桶振动频率,当该频率大于预设的基准频率后,将阻尼器控制电流从最大降为最小以取得较好的隔振效果,最后,通过仿真验证了该策略的有效性。     

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。     

现场静平衡试验方法改进及研究

旋转部件在制造、安装以及使用磨损过程中,由于质量分布不均匀会产生一定的不平衡质量,它在旋转时产生周期变化的不平衡激励力,导致一系列的问题,例如轴承磨损,振动噪声等。以汽车的风扇为例,如果风扇的不平衡量过大,会导致车内座椅和方向盘的振动变大,以及车内噪音变大。通常情况下,如果风扇子系统贡献的车内振动噪声超标,解决办法有两个:一是优化传递路径,即减小风扇橡胶垫的刚度;二是优化振动噪声源,即减小风扇的不平衡量。在实际运用中,第一种方法会带来另一个问题——橡胶垫老化速度过快,耐久性能不够。所以最好的办法是选择优化振动噪声源,即减小风扇不平衡量。减小不平衡量的前提测试出等效不平衡量的大小和位置。试验发现传统的测试方法在这种高精度要求的部件测试中存在较大误差。本文在传统现场三点配重法的基础上,从求解方程组的系数矩阵条件数出发研究配重质量和配重施加角度间隔对试验精度的影响,并且提出配重质量选取依据,以及在无法改善角度间隔的条件下提高试验精度的多点配重法。     

高速单张纸胶印机滚筒平衡的设计计算

从分析单张纸胶印机的印刷滚筒在高速运转下产生的动不平衡现象出发，研究了滚筒在不平衡力作用下的振动，写出了滚筒及支承的运动方程，为高速单张纸胶印机印刷滚筒的动平衡提供了一套较完整的算法。     

基于机械系统运动学的滑阀泵滑阀杆不平衡力的计算

滑阀式真空泵的运动属于偏心运动,该泵的滑阀构件在工作中产生的不平衡惯性力引起泵的较大振动,但是长期以来无精确的计算滑阀不平衡惯性力的方法,因此确定滑阀的不平衡惯性力幅值成为降低滑阀泵振动的关键所在。本文运用机械系统运动学理论推导了精确计算滑阀杆的不平衡惯性力的公式,计算了2H-150型双级滑阀真空泵滑阀杆在一个工作周期内的不平衡惯性力。计算获得了滑阀杆不平衡力幅值的精确值,计算结果表明,滑阀杆的大小和方向是不断发生变化的,引起的振动是非简谐振动。根据滑阀杆不平衡惯性力的计算结果进行动平衡配重,配重后的滑阀泵振动力和振动位移大幅度下降。结果表明该方法正确可靠,为滑阀泵减振分析提供了准确数据。     

大型水电机组动平衡试验研究

针对大型水电机组转子质量不平衡引起的振动问题,提出了一种基于动载荷平衡建立离心力方程的分析处理方法。该方法利用大量现场试验样本数据,采用回归分析法对传统经验试配重公式进行了修正,得到了精确的回归系数,确定试配重质量;加试配重块,通过试配重前后变转速试验测试结果对比,找出不同转速下振动相同的平衡点,建立离心力方程;通过对离心力方程的计算求解,得到总的动不平衡质量。以某水电机组为例,对提出方法的有效性进行试验验证。结果表明,与传统方法相比,该研究提出的方法能快速和有效处理动平衡问题。     

波轮式全自动洗衣机振动模型的建立

为建立波轮式全自动洗衣机(以下简称波轮式洗衣机)显含悬挂系统设计参数的振动模型,首先分析了波轮式洗衣机组成结构,对各部件分类描述,并推导出相应的动能描述形式;进而在分析悬挂系统作用力成分的基础上,建立了悬挂系统空气动力学模型与摩擦模型,对其计算结果进行了讨论,并与实验结果进行了对比,两者非常接近;最后,结合悬挂系统模型,并引入液体平衡环的稳态平衡机理,应用第二类Lagrange方程,建立了整机振动模型.根据最小势能原理,应用遗传算法估算整机静平衡位置,在此基础上,采用四阶Runge-Kutta法求解整机运动轨迹,给出了仿真结果并分析了系统振动与悬挂系统中一些设计参数间的关系.     

基于自适应粒子群优化的非稳态自动平衡控制算法研究

自动平衡作为新兴的动平衡技术,可实现在线振动抑制。针对非稳态过程提出一种基于自适应粒子群优化(APSO)的自动平衡控制算法,结合BP神经网络,实现一次启停机跟踪后系统的自动平衡控制,在变速模拟试验台上进行了验证。该算法以启停机过程中配重块的调整参数及工作转速作为神经网络的输入,以系统残余振动值作为网络输出,建立输入输出量间的神经网络。将网络培训后输出残余振动预测值作为目标函数,采用粒子群优化对目标函数值最小时的配重块的调整参数进行寻优。仿真及试验结果表明,APSO-BP方法在稳态与非稳态状态下皆可完成系统的自动配平,该控制策略在悬臂试验台上进行测试:变速过程中,不平衡振动幅值在14 s内下降约75%。     

遥控平衡头的单盘转子自动平衡实验研究

介绍了一种新型电动平衡头。所设计的平衡头是一个独立部件，采用滚动式小车配重和红外线遥控工作方式。给出了等效平衡矢量与配重小车相位角的关系式。在试验台上作了单盘转子振动控制和自动平衡实验，振动幅值降到了初始值８％以下，证明了平衡头的工程实用性。     

基于AMDF和DTS的洗衣机脱水阶段振动信号转速提取

国标GB/T4288—2018要求将传感器安装在洗衣机箱体上进行振动量检测,而转速测量要求传感器安装在洗涤筒外,效率较低。因此,提出采取利用外箱体的加速度传感器来进行脱水转速提取,可实现不拆卸状态下的转速及振动量的同时检测。根据洗衣机脱水阶段的上升控制段与自由衰减段转速曲线的不同特点,提出采用平均幅度差函数(Average Magnitude Difference Function, AMDF)和差分阈值分段(Differential Threshold Segmentation, DTS)处理相结合的算法来提取脱水阶段振动信号对应的转速,判断并截除衰减段信噪比和能量过低信号对应的转速曲线,修正完整转速曲线中的少数奇异点。采用某型波轮洗衣机的三种不同的脱水时间模式进行实验,实验表明:实测的平稳段和目标段转速曲线和理论转速曲线相比较,误差满足国标精度要求。     

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。