考虑初始弯曲的无试重动平衡测试系统研究

发布时间：2017-08-23 19:25

  本文关键词：考虑初始弯曲的无试重动平衡测试系统研究

  更多相关文章： 初始弯曲 偏心曲线 有限元思想 转轴内阻尼 动平衡

【摘要】：转子不平衡是旋转机械运行过程中最为主要的故障。在采用传统的平衡方法对转轴进行平衡时,没有考虑转轴的初始弯曲,初始弯曲产生于转轴的热处理和安装过程中,会引发转轴振动,且对细长轴的影响更为明显。除此之外,集中质量模型被应用于大部分基于有限元方法的传统模态平衡法中,但对于不平衡量沿轴连续分布的细长轴,此模型已经不再适用,而转轴的连续偏心曲线能表示转轴的连续不平衡量。因此在针对细长轴的模态平衡法中引入偏心曲线是一种可行的平衡方法。本文首先介绍了转轴初始弯曲的相关理论,对初始弯曲和质心偏心的振动机理进行了分析,确定了转轴初始弯曲和质心偏心引发振动与转速的关系。分析了两者于转轴某一截面上夹角不同时对转轴振动的影响,对同时考虑初始弯曲和质心偏心的动平衡方法作了讨论,确定了最佳平衡方法。针对传统模态平衡法中转轴偏心曲线求解困难的问题,采用将偏心曲线投影到xoz平面和yoz平面并用3阶曲线近似代替的方法。针对3阶偏心曲线的估计,介绍了用于估计3阶偏心曲线且考虑转轴内阻尼的转子系统运动方程,介绍了基于转子动力学理论和有限元思想的偏心曲线计算方法。除此之外,利用转子系统运动方程求取转子系统一阶模态振型,最后利用模态平衡法计算出转轴在两个平面的校正量。以Lab VIEW软件为平台,开发出转子动平衡测试系统。该系统包含转子系统动力学建模,转子系统振动测试,校正量计算等功能模块,能够对转子振动进行测试、分析,识别不平衡故障。以实验室转子实验台为对象,进行了转子系统进行测试分析和在线动平衡,通过实验验证了转速和轴段划分数目对偏心曲线精度没有影响,证明了考虑转轴内阻尼得出的偏心曲线振动程度更大,平衡效果更好。
【关键词】：初始弯曲 偏心曲线 有限元思想 转轴内阻尼 动平衡
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH877
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题的背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 转子动平衡技术的研究现状9-11
• 1.2.2 转子动平衡测试系统的发展现状11-12
• 1.3 本文的研究内容12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 2 转子动平衡的理论分析14-26
• 2.1 转子分类14
• 2.2 转子不平衡分类14-16
• 2.3 转子动平衡的主要方法16-23
• 2.3.1 模态平衡法16-20
• 2.3.2 影响系数法20-22
• 2.3.3 模态平衡法和影响系数法的比较22-23
• 2.4 转子平衡品质的评定23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 3 考虑初始弯曲的无试重模态平衡法26-56
• 3.1 考虑初始弯曲的动平衡理论26-36
• 3.1.1 转轴初始弯曲理论26-29
• 3.1.2 初始弯曲与质心偏心的平衡理论29-31
• 3.1.3 初始弯曲对平衡过程的影响31-34
• 3.1.4 考虑初始弯曲的最佳平衡方法34-36
• 3.2 考虑转轴内阻尼的转子系统运动方程36-46
• 3.2.1 刚性圆盘的运动方程37-38
• 3.2.2 轴段单元的运动方程38-42
• 3.2.3 转轴自由度的缩减42-43
• 3.2.4 轴承的运动方程43-44
• 3.2.5 考虑转轴内阻尼的转子系统运动方程44-46
• 3.3 转轴偏心曲线的估计46-52
• 3.3.1 局部偏心曲线系数和全局偏心曲线系数的关系47-50
• 3.3.2 基于偏心曲线系数的不平衡力50-52
• 3.4 校正量计算52-53
• 3.5 转子系统不平衡量的整体和局部评价53
• 3.6 本章小结53-56
• 4 虚拟式现场无试重动平衡测试系统开发56-66
• 4.1 动平衡测试系统总体设计56-57
• 4.2 系统硬件平台设计57-60
• 4.2.1 传感器的选型57-59
• 4.2.2 数据采集系统的选型59-60
• 4.3 基于LabVIEW的系统软件开发60-65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 实验分析66-92
• 5.1 实验装置及传感器选择与安装66-67
• 5.2 偏心曲线估计精度的影响因素67-81
• 5.2.1 偏心曲线测量方法简述67-68
• 5.2.2 转速对偏心曲线估计精度的影响68-77
• 5.2.3 轴单元划分数目对偏心曲线估计精度的影响77-79
• 5.2.4 转轴内阻尼对偏心曲线估计精度的影响79-81
• 5.3 现场式动平衡实验81-90
• 5.3.1 动平衡实验分析81-89
• 5.3.2 与传统平衡方法的对比89-90
• 5.4 小结90-92
• 6 总结与展望92-94
• 6.1 总结92-93
• 6.2 展望93-94
• 致谢94-96
• 参考文献96-100
• 附录100-104
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录100
• B. 程序源代码100-104

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 黄金平;任兴民;邓旺群;;利用升速响应振幅进行柔性转子的模态平衡[J];机械工程学报;2010年05期

2 周德智;;透平机械转动件的平衡技术新动向[J];东方电机;1995年01期

3 刘钢旗;郑龙席;梅庆;黄晶晶;;一种跨二阶柔性转子无试重模态平衡方法[J];航空学报;2014年04期

4 罗挺;刘淑莲;郑水英;;弯曲转子系统的模态动平衡方法研究[J];机床与液压;2012年03期

5 屈梁生;王t峰;;全息动平衡原理[J];陕西电力;2007年01期

6 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 罗义林;考虑初始弯曲的无试重动平衡测试系统研究[D];重庆大学;2016年

，

本文编号：726845