机械转子的静平衡的测试

介绍机械转子产生静不平衡的原因，测定静不平衡的方位和质量的操作方法以及常用设备。介绍消除静不平衡，找静平衡的方法。     

高速气浮电主轴转子系统不平衡响应分析

针对高速气浮电主轴转速高,动力学行为复杂,对不平衡激励敏感的特点,基于推广的拉格朗日方程,建立了高速电主轴转子气体轴承系统的动力学数学模型,获得了自由振动微分方程与强迫振动微分方程。在分析气浮电主轴系统残余不平衡质量产生的惯性离心力及不平衡磁拉力的作用机理的基础上,利用有限元方法,对某最高工作转速为250000 r／min 的高速气浮电主轴转子系统进行了不平衡激励的谐响应分析,揭示了运行于超临界模式的高速气浮电主轴在不平衡激励下的动力学行为,为实际工程应用中的高速气浮电主轴转子系统的优化设计、振动控制等提供了理论依据。     

发动机高压涡轮模拟转子设计技术研究

电通过对某型高压压气机转子平衡工装（模拟件）设计研究,对这类工装的设计方法做了一些探讨。在充分利用三维建模软件uG的情况下,详细介绍了同时满足技术要求规定的质量、重心、转动惯量的计算方法。合理设计模拟转子结构,保证工装制造精度,采用悬挂旋转法测量模拟转子的转动惯量,确定质心位置,最终通过模拟转子的质量、质心、转动惯量的调试,使模拟涡轮转子的结构、性能等能够满足某发动机平衡用。     

转子动不平衡在线检测的数字相关滤波方法

提出了一种转子动不平衡的检测的数字相关滤波算法,采用MatLab软件仿真再现了其在较大噪声背景下提取正弦波幅值和相位的能力,结合摩托车磁电机动不平衡检测系统设计实例,实现并验证了该方法的有效性,并给出了基于C8051F020单片机的动不平衡在线检测中的具体实现方法.结果表明,数字相关滤波方法在转子动不平衡检测中具有很高的识别精度和抗干扰能力,可用于各种转子的动不平衡检测.     

采用新型电磁动平衡装置的动平衡研究

针对高速转子不平衡产生振动超标的问题,设计了一种基于静磁场的电磁在线动平衡装置;详细讨论了该动平衡装置的基本工作原理和设计方法;通过有限元软件ANSYS建立实体模型,计算并分析了设计参数对该装置所施加电磁力的影响.以转子的动力学有限元模型为基础,通过缩减不平衡响应与不平衡量之间的关系矩阵,采用无试重法识别出转子集中不平衡量的大小,最后通过搭建动平衡试验台实现了转子的动平衡,从而验证了该新型电磁动平衡装置的有效性.研究结果表明,该动平衡装置可以产生用于动平衡的电磁力,并且能够根据无试重法识别出的不平衡量值施加电磁力于高速转子,有效地抑制振动幅值.由于受结构和工作原理的限制,该电磁动平衡装置更适用于高速精密转子的在线动平衡.     

基于单轴气浮台摆动特性的调节平衡方法

单轴气浮台不平衡产生的阻力矩直接影响实验结果的真实性。手动调节的缺点是需采用多次测试反复调节。本研究提出一个有效的简化模型,并对模型进行力学分析,得到气浮台空气轴承的倾角大小和方向与其摆动特性的关系。由所得关系推出一种快捷有效的调节方法：控制空气轴承为微摆状态,测量气浮台调节前空气轴承的摆动周期和摆动静平衡位置;保证气浮台不发生变形。调节气浮台立柱的长度,控制空气轴承为微摆状态,测量气浮台调节后空气轴承的摆动周期和摆动静平衡位置的角度变化：求出空气轴承达到水平状态时各立柱所需调节的长度;根据计算结果调节各立柱的长度。实验验证了该调节方法的可行性。     

扭摆法测量飞行体转动惯量

根据扭摆法测量转动惯量原理,研制了基于气浮转台的大型转动惯量测量系统,提出了一种可展开式测量臂结构,利用任意轴定理,实现了一次工装就可以测量出飞行体对三个轴的转动惯量和惯性积,从而有效降低了多次安装带来的定位误差,系统采用了气浮转台,消除了扭摆过程中机械摩擦力对扭摆周期的影响.试验结果表明:转动惯量测量的相对误差不大于0.07%.由于采用了展开式测量臂结构,测量效率提高了3倍.     

静载荷作用下偏心转子电磁振动特性

偏心转子不仅受动载荷作用,还受静载荷作用。该文推导了转子同时考虑动、静偏心的气隙长度统一公式,利用数值方法计算出作用于转子的不平衡磁拉力(UMP),建立了UMP、静载荷(重力)、不平衡质量激励力作用下转子系统的运动微分方程。分析了动偏心和动静复合偏心情形下不计静载荷时和考虑静载荷时转子系统的轴心轨迹和位移频谱,讨论了静偏心方向、初始静偏心量对转子系统振动特性的影响。结果表明:静偏心方向影响转子轴心轨迹的位置分布,使位移频谱中幅值周期性变化,静偏心量的增加使位移频谱中出现4倍旋转频率的振动分量。静载荷对转子系统的作用可视为该静载荷方向上大小恒定的静偏心。     

基于虚拟仪器的动平衡机测量技术研究

采用虚拟仪器技术研制DD-300B型动平衡机测量系统。研究了测量静不平衡、动不平衡和综合动不平衡的方法,并探索了调整平衡的规律;提出了静平衡影响系数和动平衡影响系数的概念,设计了试验方案,对动平衡影响系数、静平衡影响系数、左端影响系数和右端影响系数进行了试验研究。按静力学的力和力矩平衡原则,可以求出静不平衡惯性力和动不平衡惯性力矩对两个支座的作用力。研究结果表明,在支座上两个相等的静不平衡作用力与动不平衡作用力,对输出信号的振幅影响是不同的。提出了综合动不平衡的优化调整方法。     

螺旋桨静平衡检测算法改进及实验研究

针对大型船用螺旋桨制造完成后存在的静不平衡量的问题,基于静压球面轴承悬浮结构开发了螺旋桨立式静平衡检测装置。在对其结构和工作原理进行分析的基础上,利用力矩平衡原理,提出改进的求解螺旋桨静不平衡量的算法,能快速地计算出不平衡质量和其位置。通过一次性打磨或配重,将螺旋桨静不平衡量控制在允许范围内,简化了传统的反复多次打磨配重的过程;同时数据采集处理系统以单片机为核心对称重传感器数据进行采集、处理和显示。试验结果表明,该检测系统在试验过程中运行稳定,测量数据精确。     

燃气轮机拉杆转子动力学建模及临界转速计算

重型燃气轮机通常采用拉杆转子结构,此类转子-支撑系统的临界转速的分析计算与整体结构转子不同.以Riccati传递矩阵法为框架,对某燃气轮机中心拉杆转子结构进行分析并离散,考虑轴承支撑以及端面齿啮合对转子动力学特性的影响,建立转子 支撑系统的动力学计算模型.利用该模型对临界转速以及相应的振型进行计算,并通过与试验台实测结果的对比,验证了计算模型和方法的正确性,该方法可应用于类似结构转子动力学特性的分析研究.     

含裂纹-碰摩气浮转子系统非线性动力学研究

考虑裂纹碰摩耦合故障下的转子系统,以转子动力学和非线性动力学为理论基础,建立了含有裂纹-碰摩耦合故障气浮轴承转子系统动力学模型,运用打靶法思想和四阶龙格库塔法对含有气膜力、裂纹及局部碰摩耦合转子系统进行数值模拟,发现此故障下的转子系统存在周期、拟周期以及混沌运动现象,为转子系统安全工作提供理论依据.     

平箔式箔片径向气体轴承的试验研究

对一种用于高速低温透平膨胀机的新型平箔式箔片径向气体轴承进行了试验研究,试验箔片径向轴承的直径为２５．０ｍｍ。试验结果表明,轴承的结构参数决定了轴承的性能;通过选取合适的轴承半径间隙和刚度,此种结构的箔片轴承上有较好的稳定性及启停性能。因此,该型轴承在小型高速低温透平膨胀机中具有广阔的应用前景。文中还就轴承结构参数对轴承－转子系统稳定性的影响进行了讨论。     

轴承-转子系统运动分析及主轴振动的相位控制

为限制高速运动过程中轴承转子系统的振动及提高机床加工精度,提出了通过控制可倾瓦轴承转子的振幅和相位以降低主轴前端振幅来达到提高加工精度的方法.建立了刚性轴转子系统的五自由度振动模型,并求出了转子系统振动的微分方程;通过流量平衡法求得可倾瓦轴承的供油流量,并离散雷诺方程求出了可倾瓦轴承的油膜力;通过欧拉法得出了可倾瓦轴承转子轨迹,并通过空间直线方程得出了主轴前端转子运动轨迹;通过电磁致动器作为辅助控制装置调节可倾瓦轴承转子的切向加速度和法向加速度.算例的仿真结果显示可倾瓦轴承转子的轨迹收敛成圆形,并减小了前后轴承的相位差,主轴前端振幅降低了60.26%.      

空气系统转静腔室轴向力计算与试验研究

燃气轮机转子的轴向推力是燃机总体设计的重要指标之一。燃机转子轴向推力必须保持在一个合适的载荷范围内,即作用在轴承上的轴向推力大小合适且不换向。因此,对空气系统转静腔室轴向力展开计算与试验研究,开展空气密封系统流体网络计算,揭示转-静盘腔气体轴向力产生机理,将转-静盘腔气动推力与转子支承系统解耦,提出一种转-静盘腔气动轴向推力的直接动态测试方法,搭建了转-静盘腔轴向力机理试验台,开展不同压差与不同转速下的转-静盘腔轴向力测试,并利用理论计算与仿真计算对试验结果进行验证,结果表明轴向力直接测试方法准确、可靠。以上研究结果对揭示燃气轮机转-静盘腔轴向力产生机理,明确影响燃机高压转子轴向力大小与方向的关键因素具有重要意义。     

运行状态下转子-轴承系统模态参数辨识方法的研究

利用转子动平衡中,动平衡机可改变支承刚度的特点,提取改变支承刚度后转子滑动轴承系统的自由振动响应,用小波变换的方法剔除转子不平衡响应及高频干扰,给出了一种转子运动状态下分析与实验相结合识别模态参数的方法。模拟试验结果表明此方法的正确性和可行性。     

吸入式气浮净化机机械性能研究

在实验室模拟装置上对吸入式气浮净化机的机械性能进行了研究,主要考察了不同形式转子的工作性能、全风压与吸气量的关系、气泡大小、浮选室中流体动力学特性及液体在浮选机中的停留时间分布。研究结果表明,六叶转子优于八叶和四叶转子,全风压与吸气量具有定量关系,转速及气量对气泡大小没有明显影响,浮选定中存在气体通道、液体循环通道、两相混合区、浮选区、泡沫区等几个区域,液体在浮选机中的流动可用停滞区和多釜串联组合流动模型予以表征。     

二叉树支持向量机的旋转机械故障诊断

针对SVM二叉树多类分类优先级的确定问题,通过旋转机械故障实验平台和数据采集系统,采集旋转机械故障实验台转子正常、转子不平衡、转子不对中、转子轴承内圈裂缝、转子轴承外圈裂缝5种工况下的振动信号,进行零均值化处理;选择信号的主要频段进行信号重组,提取其时域无量纲特征值,利用并联式SVM的正检率大小确定SVM二叉树多类分类的优先级,进行故障类型的识别。通过实验,实现了训练样本的完全可分,说明此种方法的有效性。     

磁悬浮转子的非线性控制

单轴磁悬浮轴承的模型是非线性最小相位的．其控制可以直接用非线性来控制,与用线性近似的线性控制方法相比较具有反馈精确线性化、高增益反馈等优点．     

转子-轴承系统稳定性实验研究

通过用脉冲力敲击、激发出系统的自由振动信号的方法 ,对多自由度转子 轴承系统稳定性的评价方法进行了研究 .结果表明 :多自由度转子轴承系统的稳定性可用远离击振点跨处的自由振动信号评定 ,界限状态附近轴承动压油膜的阻尼效应是促使系统稳定运行的主要因素