机床柔性主轴转子低速无试重动平衡方法研究

为解决机床柔性主轴转子动平衡过程中需要在高速下试重的问题,提出一种柔性主轴转子低速无试重动平衡方法。在构建机床主轴动力学模型的基础上,根据刚体力学理论,通过对不平衡量与振动响应之间映射关系的提取,实现了工作转速下采集一次振动数据即可完成不平衡量的无试重识别;为了在非真实失衡面对呈现柔性特征的主轴转子失衡振动进行有效抑制,分析了柔性状态下的不平衡主轴模态振动行为,并基于此提出了不平衡量校正位置迁移方法。在高速柔性电主轴动平衡平台上进行了仿真与实验分析,实验在7 200r/min时进行,结果表明:基于一阶临界转速下所采集的振动数据,可得到迁移至两侧配重平面的等效不平衡量,对该不平衡量予以校正之后,一阶临界转速下主轴振动幅值下降了74.7%,且临界转速前后的振动降幅也较为明显,有效抑制了高速振型不平衡。     

基于影响系数法的柔性转子无试重平衡法研究

针对目前转子动平衡技术需多次试重起车的不足。研究了柔性转子在无试重起车情况下进行动平衡的理论和方法。无线重平均法采用了影响系数法的平衡目标和优化思想,通过转子在选定测点及转还上不平衡响应的理论计算及原始不平衡振动量的实际测量,利用遗传算法进行配重的优化搜索,使转子在选定测点及转速上的残余振动量达到最小。动平衡实例表明,无试重平均法能有效地降低转子残余不平衡振动量,在转子现场动平衡中有广阔的应用前景     

高速电机转子动平衡的实现与分析

为了减小高速电机转子运转时振动带来的危害,校正转子的不平衡量,本文通过运用DYJ-D80型平衡机电测箱和DR5Z型自驱动平衡机对F3-8101020风机转子在400~2400 r/min转速范围内进行动平衡实验,得出了此转子的第一、第二临界转速分别为800 r/min和1600 r/min,风机转子转速越高不平衡量越大且对平衡精度要求越高的规律,并对动平衡过程中影响平衡精度的因素作了分析。通过本次动平衡实验,结合当前高科技的发展,最后对动平衡技术在算法、测量方式、平衡精度方面提出了展望。     

挠性转子动平衡小型试验与现场平衡

本文叙述了挠性转子动平衡与刚性转子动平衡的不同特点。从分析挠性转子的振动特性出发,阐述了挠性转子动平衡的基本原理。本文介绍了在实验室里进行挠性转子动平衡模型实验的概况。实验结果指出,对挠性转子找平衡,可以通过对轴承坐振动的测量,再根据振型规律及振型函数正交原理,参考振型曲线选择平衡校正平面的位置,逐阶地对转子进行质量校正,最后达到工作转速下转子的总体平衡。本文还介绍应用这个实验成果,有效地对国产第一台20万瓩废汽轮发电机及30万瓩双水内冷汽轮发电机转子进行现场平衡,大大地减少了平衡次数,缩短了找平衡工作时间,提高了平衡质量,达到了动平衡的技术要求。     

锤式破碎机自动平衡现象研究

采用自动平衡装置减振的思想 ,对锤式破碎机转子系统的运行情况进行了平衡研究 ,指出锤式破碎机在结构上与带离心力振子的自动平衡装置相似 ,如果使其工作在过临界转速下 ,将能起到自动平衡的作用 ,为锤式破碎机转子系统的减振提供了一条新思路。     

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.     

锤式破碎机自动平衡现象研究

采用自动平衡装置减振的思想，对锤式破碎机转子系统的运行情况进行了平衡研究，指出锤式破碎机在结构上与带离心力振子的自动平衡装置相似，如果使其工作在过临界转速下，将能起到自动平衡的作用，为锤式破碎机转子系统的减振提供了一条新思路。     

基于DSP的高速转子动平衡测试系统的转速测试法

测速装置在动平衡仪中占有非常重要的地位.对测速装置的要求是精度高、稳定可靠和检测时间短.针对基于DSP（digital signal processing）平台的高速转子动平衡测试系统的开发,介绍了一种基于DSP平台的转速基准信号测试方法.文中从转子基准信号的提取、DSP转速测试和软件设计等方面讲述了该方法的实现.这种新的基于DSP的高速转子动平衡转速测试方法精度高、测速范围广、简单方便,适合于对不平衡量所引起的振动量幅值和相位的精确提取.     

全白土悬臂式风机不平衡故障的诊断与处理

本文根据催化剂厂全白土装置悬臂式鼓风机的振动现象和振动频谱，判断其存在不平衡故障，随后跟踪观察其振动发展趋势，并采取相应措施，及时对其进行检修，转子作动平衡处理，解决了设备故障。最后总结了悬臂式风机的不平衡故障特点，为今后同类故障诊断积累经验。     

超重力机主动平衡实验台的研制

转子质量不平衡而造成的工频振动是影响超重力机长周期运行的关键问题。为解决转子的振动问题保证机器的长周期运行,提出了利用电磁式主动平衡技术在线控制转子振动的方法。在确定了平衡平面的安装位置并计算了转子平衡所需的校正量的基础上,研制了超重力机主动平衡实验台。阐述了电磁式主动平衡系统的结构以及配重盘的驱动、自锁原理。对不平衡量为的外加载荷进行了主动平衡的实验验证。结果表明,主动平衡实验台设计是合理的,电磁式主动平衡系统可以有效的降低转子振动,为今后深入的电磁式主动平衡技术的实验研究提供保证。     

船舶垂荡运动下转子-隔振系统的非线性动力学分析

为了分析船舶垂荡运动下,气囊-浮筏隔振装置耦合转子系统的运动规律,建立了船体垂荡作用下具有气囊-浮筏隔振装置的转子-轴承系统动力学模型。采用数值方法对系统的稳态响应进行仿真计算,讨论了转子系统随转速变化的非线性动力学特性,以及气囊-浮筏隔振装置对转子系统振动的抑制效果。结果表明：随着转子转速的增加,转子系统的动力学响应出现拟周期、多分支拟周期以及混沌等复杂的非线性动力学现象。在较宽的转速范围内,气囊-浮筏隔振装置能够有效抑制转子系统的振动,并能滞后和限制转子进入混沌状态。     

Study on the application of active balancing device to solve the vibration problem for the rotor with bending fault

The rotor with bending faults that occurrs on the rotating machinery usually vibrates seriously. This paper investigates to apply the active balancing device on a flexible rotor with bending faults to solve the vibration problem. Two problems are studied by finite element method firstly： Where the balance actuator is fixed on the shaft and how much the balancing capacity of the active balancing device is needed. The experiment is then carried out on the test rig, which consists of a flexible rotor with bending faults. The test results indicate that the bending rotor peak vibration response can be decreased from 550~m to 40~tm below by using the active balancing device. The peak vibration response decreases approximately by 93 %. The synchronous vibration due to the rotor bending faults can be controlled effectively by using ac- tive balancing device. The active balancing device is especially adapted to solve the problem caused by thermal distortion with time-variation and randomness, which is varied with working conditions, thus it has good practical value in practice.     

柔性转子动平衡条件及实现方法

为解决高速旋转柔性转子的动不平衡缺陷,运用平衡的力学原理,得到柔性转子动平衡条件及实现柔性转子的动平衡方法.研究表明:一根理想平衡的柔性转子,高速旋转时不仅作用在轴承上的动载荷为零,而且转子本身的动挠曲变形也为零.转子的n阶振型分量在其共振时表现最激烈,对其进行动平衡校正时,转速应尽量靠近该阶共振转速.     

基于平面连杆机构的主动平衡器

提出一种结构独立的主动平衡器的设计构想,旨在不改变待平衡机构原有结构和运动规律的情况下,通过引入控制系统来实现机构的柔性平衡.该平衡器由两自由度机构和控制电机组成,两自由度机构的一个输入轴兼做输出轴,与待平衡机构的输入轴或输出轴相联并与其以相同的速度转动,另一个输入轴由控制电机驱动.这种特殊的结构使主动平衡器成为具有一个外伸轴的智能平衡箱,既可以方便地安装在待平衡机构上,又可以通过结构参数和控制参数的调整来满足其不同的平衡要求.对主动平衡器进行概念设计,确定了基于平面连杆机构的4种可行研究方案,并以其中的1种为例,介绍了主动平衡器的设计方法.最后,以曲柄摇杆机构为待平衡机构给出了算例,对不同平衡目标下主动平衡器各种研究方案和附加杆组法的平衡效果进行了比较.结果表明：由于控制系统的引入使主动平衡器具有更大的柔性,故对不同平衡目标,均可通过其执行机构结构参数和控制输入运动规律的优化设计获得较好的平衡效果,并可通过控制输入的再设计有效地补偿因工况改变而造成的机构动力性能的变化.     

Dynamic characteristics of an intestine capsule robot with variable diameter

This paper proposes an intestine capsule robot with variable diameter. It is driven by external rotating magnetic field and has the function of automatic radial clearance compensation. An external magnetic field generating device and a capsule robot with variable diameter are developed. Radial dynamic balance equation and kinematics equation of the capsule robot traveling inside flexible elasto-wall environment are established, and dynamic characteristics of the capsule robot inside flexible elasto-wall pipe and rigid wall pipe environments are analyzed and compared. Simulations and experiment results show that its dynamic characteristics in both pipes are almost the same. Under the action of radial clearance compensation, fluid dynamic pressure around outer surface of the capsule robot and its propulsion, as well as its adaptability to diameter change range, are significantly improved. Its propulsion and moving speed are controlled by adjusting rotating angular speed of the rotating magnetic field. This innovative capsule robot with radial clearance compensation has a promising prospect for inside intricate gastrointestinal (GI) tract in non-invasive therapy applications.     

挤压油膜柔性转子系统突加质量的响应特性

针对旋转机械中经常发生折断或丢失一部分旋转质量的现象，分析研究了挤压油膜阻尼器－滑动轴承－柔性转子系统在考虑油膜惯性力的情形下，突加不平衡作用的响应特性。并将其所得的结果与不考虑惯性力情形下的结果进行了比较。研究表明：考虑惯性力后，此转子系统在定转速条件下，突加不平衡质量的响应时间和振幅都减小了。     

水平盘旋转子参数对滚动轴承系统非线性振动影响

以双盘转子-滚动轴承系统为模型,利用有限元法建立了动力学方程,并以数值方法为手段得到转子系统振动响应,分析了机动载荷、偏心对转子系统非线性振动及分岔特性的影响,为研究更加符合实际的复杂工况耦合故障的转子动力学系统提供理论指导.研究结果表明:在水平盘旋机动飞行下,在二倍临界转速附近系统产生丰富的非线性动力学现象;随着机动载荷的增加,主共振转速提高,并且在转速区间内系统的振动形式更多趋于稳定的单周期运动.水平盘旋下,转子系统不仅能发生1/2亚谐共振,在某些参数下还产生了一些低频振动.     

应用动力学模型的高速主轴无试重动平衡方法

为解决高速主轴由于不平衡导致的振动问题,提出了一种基于动力学模型的高速主轴动平衡方法,其仅需在工作转速下采集振动响应数据,且无需停机试重.该方法通过对连续分布的不平衡量进行集中化处理,缩减不平衡响应与不平衡量之间的关系矩阵,可以在高速主轴的任意2个位置上实现双面平衡.研究结果表明,该方法能够准确地识别出等效集中的不平衡量,且所识别的由等效不平衡量引起的振动响应与原始振动响应基本一致.因此,添加配重后可使主轴各位置不平衡振动得到有效地抑制.     

Dynamic Balancing Structure Optimal Design for the Rotating Arc Sensor

Rotating arc sensor is a key device for automation welding. The vibration has a big influence on signal's correct collection and reliable automatic welding. In order to solve the vibration problem and the dynamic balancing design with the restricted space,a bearing force analysis based dynamic balancing structure optimal design is proposed and implemented with the help of Pro/Engineer( PROE) and automatic dynamic analysis of mechanical systems( ADAMS) virtual prototype technology, in which three parameters of the counterbalance are considered. The method is suitable for the practical online adjustment. The simulation result shows that optimal design based counterbalance structure and parameters can satisfy the space requirement with lower vibration. The methodology provides a new idea for dynamic balancing design and adjustment of rotating arc sensor with adjustable rotation radius.