某大型屏蔽泵转子动平衡研究与应用

发布时间：2020-05-07 00:36

【摘要】：转子平衡是通用机械动设备领域中常见的工艺制造过程。机械设备因其不同的重要性,体现在设计时选用的精度有高低之分,对应于转子平衡也就有不同的精度等级。通常来说,设备越重要,转子平衡精度等级越高。在制造中实现起来也就越困难。本课题选题自国家级重大专项之一的某大型立式屏蔽电机水泵,该泵型应用于民用第三代压水堆核能发电技术系统中,是采用非能动设计的核岛一回路中唯一的动力设备,负责为核能热力提供动力传递,被形象的称为核岛内的“心脏”。该设备的安全等级为核一级。在通用机械领域当中,该产品的设计和制造等级也都是最高的。因此,其设计选用的转子平衡等级也是最高的G1.0级,远高于水泵类机械通常推荐的G2.5级。精度的提高,带来的是制造过程困难的提升,通俗来说,难度提高了2.5倍。转子动平衡的研究已有百年的历史,基础理论已经较为成熟。直接的成果就是广为使用的平衡机,已将复杂的理论转化于工程应用当中。但是本课题有其特殊性,本课题屏蔽电机的转子,从结构上看是通用机械中极为少见的一种,长径比较大,两个质量较大的惯性飞轮布设在径向支撑的两外侧。该转子卧放在平衡机上以后,形成了双悬臂结构,在转子动平衡中是最难实现的一种,两个支撑外侧的局部质量重心都会对近远两支撑点产生偶不平衡影响。困难在现实里就是,在开始的前一个月时间里,动平衡测试都没有成功。数据无法复现,配重不符合规律时而发生。本课题的主要研究内容即从此开始,在查阅文献,回归到转子平衡理论分析之后,再结合我们的工程试验数据,逐步将问题归结点排除、缩小、聚焦。平衡系统影响参数(工程标定)和转子在平衡机上的位置度精度调整是我们最终找到的解决方法。通过一系列的研究,最终实现了使动平衡精度达到了要求范围。上述之外,除了转子平衡测试中遇到的难题,转子件之一的叶轮在平衡中的不平衡量校正是遇到的另一问题。铸件叶轮的初始不平衡量非常大,为达到目标的平衡量值,仅靠去重配重已不能实现,为此引入了轴心线偏移法。在此基础上,编制了计算机程序,将计算精度提升到90%以上。
【图文】：

示意图,转子平衡,力学,分解函数

图 2.1 转子平衡力学示意图Fig. 2.1 Rotor balance structureu（z）表示转子不平衡分布函数；u（z）的分解函数分别用 ux（z）和 uy（z）因此有：u（z）= ux（z）+j uy（z）（根据动力学平衡方程，如果转子达到平衡，则应该有：（（

示意图,转子结构,质心,示意图

大连理工大学专业学位硕士学位论文动平衡机的测试原理是，根据安装在平衡机摆架上的传感器，测量因转子存在的不量在转动中引起的支撑摆架的振动，，再转变成电信号，进入到系统中，经过选频，，补偿等等计算过程，输出测量结果[41]。一台动平衡机为了达到其标称精度，除了工厂试验，到客户单位的安装调试也是必少的，调试的过程，也就是根据现场基础等等客观条件，由调试工程师对于系统中偿系数做调整。通常情况下，调试过程中选用的用于标定的转子，一般都选用典型质心转子，模型示意如下：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH38

【参考文献】