Study on online elimination of sudden unbalance-induced vibration using active balancing technology

An active balancing technology has been applied to solve the severe vibration caused by sudden unbalance in rotating machineries during their working process. First, based on the generation principle of sudden unbalance, a simulation test stand with a sudden unbalance generation device was set up. Then, the balancing planes were optimized by using the finite element method (FEM) to determine the position for balancing device installation. Finally, the active balancing experiments were carried out on the test stand. The experimental results indicate that the vibration response caused by sudden unbalance can be decreased from 77μm to 8μm by using the active balancing device, and the vibration amplitude reduction was up to 89.6%. From this example, it can be concluded that the active balancing device, which is installed on a proper position of the rotor, can effectively control the random transient synchronous vibration, demonstrating its high value in engineering practice.     

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.     

挠性转子动平衡量的扰动计算法

本文将数值逼近中提出的提高曲线最小二乘拟合精度的扰动法应用于挠性转子动平衡量的计算中,解决了影响系数法平衡转子时经常遇到的个别点残余振动较大的问题。并通过一个实例进行验证。与计算转子平衡量的最小二乘法,加权最小二乘法及文献[3]作者提出的优化计算法进行了比较。结果证明该方法效果明显,应用简便,适合工程应用。     

双盘球式自动平衡装置动态特性分析

球式自动平衡装置用于在线自动平衡转子的不平衡,并对振动进行控制。目前相关研究集中在平面运动的单盘球式自动平衡装置,然而实际高速运动的转轴大多产生非平面运动。考虑转子系统动不平衡,建立双盘球式自动平衡装置的数学模型,采用拉格朗日方程推导运动微分方程。通过平均法对稳定性和主共振进行理论分析论证,进行数值模拟仿真,分析不同转速转子的运动特性和滚球运动规律。研究表明,该装置在过临界转速时发生稳态振动,有良好的平衡制振性能。研究结果可为自动平衡装置设计提供理论参考。     

油膜轴承转子系统振动主动控制对策

~~ 解H优化问题是十分繁复的,人工求解几乎不可能,只可能利用计算机求解。求解黎卡提方程的方法已被开发成MATLAB中的鲁棒控制工具包,很方便进行计算机辅助设计。 油膜轴承转子系统振动主动控制对策@梁智权$四川轻化工学院机电工程系!四川自贡643033 @郭春华$四川轻化工学院机电工程系!四川自贡643033~~~~[1]FrancisB A.A course inH∞ control theory[M].Springer-VerlagBerlin,1987. [2]AbduljabbarZ,ElMandanyM M,Al-BahkaliE.On the vibration and a flexible rotor mounted on fluid film bearings[J].Computer&S…     

挠性转子系统的弯曲故障理论分析和试验研究

文中对具有初始弯曲的故障转子的平衡方法进行了理论和实验研究。为了有效地平衡弯曲故障转子,施加平衡质量时不仅要考虑合适的质量大小,还要考虑平衡质量在轴上的位置,以防止激起系统的二阶共振。分析和实验的结果表明,在转子弯曲故障的反方向以及轴上合适位置施加合适的平衡质量能有效地降低双盘弯曲故障转子的振动。     

机电复合传动系统主动减振方法

基于永磁同步电机动态模型（Park模型）,建立了考虑电机控制器注入谐波电流的永磁同步电机电磁转矩模型,以及车用永磁同步电机与机械转子耦合的扭转振动模型,求解永磁同步电机电磁激励扭转振动系统在外界激励下的扭转振动响应,分析了注入谐波电流的频率特征对扭转振动的影响,获得了主动减振条件,并通过试验进行了验证.试验结果表明:在合适的时间内对电机控制器注入满足减振条件的谐波电流可降低由于发动机激励带来的扭转振动.      

两跨四支撑轴系转子低速动平衡实验研究

针对两跨四支撑汽轮机组、压缩机组等轴系中各跨转子动平衡合格,但安装试车后仍发生轴系不平衡振动故障的问题,研究各跨转子残余不平衡量耦联效应对轴系转子振动特性的影响。搭建了两跨四支撑（2N支撑）轴系实验台,模拟开机启动过程,实验对比了针对轴系转子系统的两种低速动平衡方式。实验结果表明,对两跨四支撑转子整体进行组合的低速动平衡效果优于对转子1、2单独进行低速动平衡。     

变速Jeffcott转子系统瞬态不平衡响应的准稳态条件

Jeffcott转子系统加减速通过临界转速时，将发生由频率随转速变化的谐激励力引起的瞬态不平衡响应，本文既采用脉冲响应函数和Duhamel积分解析求解此响应；又采用离散变转动角速度，以一系列定转动角速度为激励频率的转子全响应来近似表示该瞬态不平衡响应，通过数值模拟与比较，找出转子全响应代替瞬态不平衡响应的定性适用条件，即变速转子瞬态不平衡响应的准稳态条件，为使用有限个定转速的转子主动平衡操作来完成慢变速转子的主动平衡创造条件。     

车用发电机定子绕组匝间短路故障下转子弯扭耦合振动特性分析

运用数值积分法,在建立发电机转子系统弯扭耦合振动模型基础上,考虑定子绕组匝间短路故障时发电机转子弯曲及扭转电磁刚度的影响,对不同程度匝间短路故障下转子的弯曲及扭转振动特性进行分析。结果表明,发电机定子匝间短路故障不仅会使转子弯曲和扭转振动加强,还会增加转子弯振和扭振中的倍频及高倍频成分;随短路程度加大,弯振的1、3、5等奇数次倍频振动量与扭振的2、4等偶数次倍频振动量逐渐增加,且弯振中1倍频振动量最大,扭振中2倍频振动量变化最为显著。     

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.     

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.     

电磁动力吸振器式转子在线监测方法研究

电磁动力吸振器具有重大的工程应用价值。在给出转子＋电磁动力吸振器系统模型的基础上，采用输出调节器理论，设计了电磁动力吸振器控制系统，实现了控制系统的主要目标：在指定的多个频率位置，将转子的不平衡响应减为零，而在其余较宽的频率范围内，抑制了不平衡响应的水平，使之处于非共振量级。因此，用电磁动力吸振器可实现对转子振动的在线控制。在此基础上，因为在电磁动力吸振器控制系统的设计中，构造了反映不平衡力的状态量及其观测器，所以还可以利用状态观测器获得转子的不平衡信息，买现不平衡量的识别，从而给出了用电磁动力吸振器进行不平街识别的方法。该方法的提出，有益于在线监测转子的不平衡状态、及时诊断故障以及无试转的平衡。     

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.     

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。     

基于FULMS算法的压电机敏柔性结构振动主动控制

面向航空航天器挠性结构振动主动控制研究背景,针对FXLMS控制算法无法直接从振动结构提取参考信号的缺陷,以经过传感器作动器优化配置的压电机敏柔性梁为模型结构,研究了一种基于多通道FULMS算法的结构振动主动控制器.针对参考信号取自激振信号和直接取自振动结构两种情况,对FXLMS控制算法及FULMS控制算法进行了仿真分析与验证;结果表明FXLMS算法高度依赖参考信号选取,FULMS算法相对FXLMS算法具有更好的收敛性,且能够实现参考信号直接提取策略.在此基础上构建了测控系统和实验平台,进行基于多通道FULMS控制算法的压电柔性结构振动主动控制实验,验证了参考信号从振动结构中直接提取策略的可行性与多通道FULMS控制算法的有效性.     

基于RBF人工神经网络的电动机振动故障诊断

针对电动机转子不平衡、不对中、油膜涡动、转子径向碰摩、喘振、轴承座松动等常见的几种振动故障,用RBF网络对提取出的6种故障信息进行分类,判断故障类型,并进行了仿真试验,最后将试验结果与BP网络的诊断结果进行了详细的分析比较.结果表明,RBF网络可以应用于电动机转子振动故障诊断,其诊断速度比BP神经网络快,诊断结果也更为准确.     

商空间理论及其在故障诊断中的应用

为解决转子故障难以正确识别的问题,研究商空间理论与在转子故障诊断领域中的应用并提出一种基于模糊商空间模型的转子故障特征提取方法.通过计算转子振动信号原始论域空间X的归一化等腰距离,将原始论域空间X转换为粒度较粗的论域空间[X],在新的论域空间[X]内研究故障特征,并把商结构[T]作为量化特征值.结果表明,借助粒度空间的转换可有效地降低故障特征辨识的难度,商空间理论在转子故障的状态监测和故障诊断中具有重要的应用前景.     

不同安装位置下主动阻尼装置对管道振动的控制效果研究

在设备运行过程中，管道经常会产生振动问题，给设备的安全运行带来严重的隐患。针对管道振动问题，采用主动阻尼装置，通过惯性作动器向振动管道系统施加作动力，实现了对管道振动的主动控制。以某化工企业往复式压缩机出口管线25 Hz的振动为例，搭建门型管道振动实验台进行实验，利用SAP2000软件模拟仿真了主动阻尼装置的减振效果。实验研究了惯性作动器在不同安装位置时主动阻尼装置对管道振动的控制效果，探究了惯性作动器的安装位置对管道系统振动控制效果的影响规律。通过对比惯性作动器安装在所选取的4个位置时的减振效果，得出当作动器安装在振动最大的位置上时，主动阻尼装置对管道整体的减振效果最好。     

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。