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。     

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.     

基于动平衡机有限元模型的无试重动平衡方法

针对刚性转子采用影响系数法双面动平衡需要多次开停机、动平衡效率低的问题,进行了基于有限元模型的软支承刚性转子无试重动平衡方法的研究.首先对动平衡机进行不平衡响应测试,获得转子两端的初始不平衡响应信号.然后基于有限元软件Nastran建立动平衡机有限元模型,在建立的有限元模型的两个平衡面上分别试加配重,测得不平衡响应信号.最后,根据刚性转子影响系数法双面动平衡原理,运用Matlab计算两个平面试加配重对两个测点的影响系数,求解出该转子的不平衡量.试验结果表明,采用影响系数法并结合有限元模型,可求解出动平衡机上刚性转子的平衡配重,实现一次开机完成动平衡.     

用振幅测量原理研究机器刚性转子现场双面动平衡问题的新方法

本文提出了一种研究机器刚性转子现场双面动平衡问题的新方法,即双试重法。该方法与现有方法,即单试重法相比,所能提高的工作效率和降低的能源消托,均可达百分之四十以上。文中从振动的基本理论出发,详细地推导了加双试重测算转子双面动不平衡量大小和方向的计算公式,讨论了对不同支承形式的处理方法。用在动平衡机上的模拟对比实验和对现场的电机转子系统的平衡实例,证明了这一新方法的正确性。     

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。     

试重组迁移矩阵及现场混合动平衡方法

针对全息动平衡方法在现场应用中可能存在因试重起车次数受限、无法获得足够的转子特征响应参数的问题,提出了一种基于试重组的全息现场混合动平衡方法．借鉴Darlow混合法中模态试重组的思想,通过对模态试重比的简化假设,利用迁移矩阵的线性可叠加性将对应于某单一平衡面的迁移矩阵扩展为对应于某阶模态试重组的迁移矩阵,从而减少了平衡高阶不平衡量所需的试重起车次数,提高了现场平衡效率,且平衡效果良好．通过对一台300MW汽轮发电机组的现场动平衡过程的试验分析,表明了该方法的可行性和有效性．     

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。     

非对称转子的全息动平衡技术

依据转子动力学理论分析并解释了转子全算动平衡方法;提出了测点模态比的概念,并将其应用于结构非对称转子的全息动平衡;分析了测点模态比获取的可能性及方法,并由此提出了不同的平衡方案。经动平衡实例验证,平衡法能有效地实施转 子现场动平衡,在工程实际中有广阔的应用前景。     

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。     

转子双面现场动平衡的不卸试重平衡法

现场动平衡是大型旋转机械安装调试和维修过程中的重要内容，针对大型旋转机械现场动平衡拆卸试重困难、残留试重影响动平衡效果的实际情况，提出了一种基于影响系数法的不卸试重现场动平衡算法。该方法是利用配重平衡转子原始不平衡和未卸下的试重，同时也可以在算法中利用同一机组上次动平衡实验的影响系数。根据该算法开发了一套动平衡系统，经现场试验表明该算法具有较高的平衡精度，简化了现场动平衡试验的操作步骤，减少了现场动平衡的操作时间。     

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.     

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.     

现场转子双面动平衡的单双试重组合测试法

提出了一种采用单双试重组合的,现场测试刚性转子双面动不平衡量的新方法。并介绍了该方法的基本原理和测试程序。通过模拟和对比实验,还验证了该方法能明显提高转子不平衡量的现场测试精度。     

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。     

Dynamic balancing of dual-rotor system with very little rotating speed difference

Unbalanced vibration in dual-rotor rotating machinery was studied with numerical simulations and experiments. A new method is proposed to separate vibration signals of inner and outer rotors for a system with very little difference in rotating speeds. Magnitudes and phase values of unbalance defects can be obtained directly by sampling the vibration signal synchronized with reference signal. The balancing process is completed by the reciprocity influence coefficients of inner and outer rotors method. Results showed the advantage of such method for a dual-rotor system as compared with conventional balancing.     

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。     

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.     

基于分层模型的配电网拓扑辨识

传统的电网模型主要描述网络元件和网络元件联结，其网络模型最终要解决的问题是在某一输入下的输出响应情况。而配电网的网络拓扑描述不仅要表示出各顶点之间的联结关系，而且在描述出当开关状态改变时，其运行网络结构的变化及对应对数的变化。同时配电网中存在T接点、分支，使配电网的负荷分配、网络重构、恢复供电等功能采用图算法难以实现全局最优。基于分层的拓扑模型不仅可以有效地辨识处理区域与分支，而且采用分层拓扑模型可以方便地对配电网各顶点进行状态估计，从而为配电网图算法的解实现全局最优提供了强有力的拓扑分析方法。     

风机刚性转子双平面主动平衡方法的可行性分析

为指导主动平衡技术在离心鼓风机上的应用,对比研究了单平面主动平衡和双平面主动平衡两种方案的平衡效果。首先结合实际风机结构,利用有限元法建立了风机转子的有限元模型。然后分析和比较了在单平衡平面方案下,两个平衡平面的平衡效果。最后在双平面平衡方案下,对两个平衡头平衡能力进行协调优化研究。分析结果表明,利用单平面平衡方案可以将两个轴承的振动值分别降低92.0%和28.4%;利用优化配重量比的双平面平衡方案,可以将两个轴承的振动值分别降低96.7%和99.1%,双平面平衡效果优于单平面。研究结果为双平面主动平衡技术在该实际风机应用提供了参考和依据。