基于非平稳信息的转子瞬态动平衡方法

有效控制转子系统过临界时的振动幅值是保障系统安全运行的重要手段,针对现有转子动平衡方法处理非平稳数据的不足,提出了基于非平稳信息的转子瞬态动平衡方法。该方法基于模态平衡法的思想,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)从转子起车加速瞬态响应数据中提取临界转速附近的转频振动信息,借助于键相信号获取平衡转速下的初相点信息。通过添加合理的试重,用全息动平衡实现了转子系统的模态平衡,避免了传统模态平衡法需要获取临界前后稳态数据的风险,使转子系统可以顺利地通过临界共振区。实验结果表明,该方法可以有效降低转子系统的一阶临界振动,同时有效减少平衡过程中的起车次数。     

柔性转子无试重模态动平衡方法与试验

为解决影响系数法和模态平衡法需添加试重的问题,进一步提高转子动平衡效率,在模态平衡理论的基础上,推导出一种高速柔性转子无试重模态动平衡方法.该方法利用有限元软件对转子进行动力学特性数值模拟,从中获取转子的各阶模态振型函数.结合实时测得的转子不平衡瞬态响应数据,利用建立的无试重模态动平衡方法计算出转子的不平衡量大小及方位.为验证该方法的正确性,在一高速柔性模拟转子试验器上进行了无试重动平衡试验,一次平衡后转子过临界时振幅平均降低70％以上.试验结果表明,该方法能有效、准确、快速地获取柔性转子的不平衡量大小及方位.     

某型高速电机转子动力学分析

为了避免电机转子的额定转速与转子系统的临界转速相接近而发生共振,应用有限元法,编写Ansys软件的APDL语言,对转子系统进行模态、Campbell图及不平衡响应计算。分别得到转子系统的前四阶模态振型和前两阶临界转速,利用不平衡响应法计算的临界转速与Campbell图法对比验证计算的正确性,并得到各结构位置处的稳态响应。研究结果表明,该转子额定转速避开了转子的临界转速,转子设计合理。     

具有密临界转速的挠性转子动平衡

对于具有二个相隔很近的临界转速的挠性转子,用振型平衡法进行动平衡时常会遇到困难,因为通常很难将两阶不同模态的影响相互分离。针对这种情况文中提出了模态影响因子法(MIF 法)。根据两组不同的试加重量,可以定出模态影响因子,从而识别出这两阶模态的不平衡量。该方法曾试用于国产 QFS—60MW 透平发电机挠性转子动平衡上,得到了验证。     

电磁轴承-挠性转子系统的本机动平衡方法

介绍了对电磁轴承-挠性转子系统进行本机动平衡的方法。在实际的动平衡试验中,以自行设计的电磁轴承-挠性转子试验装置为对象,利用转子的3个平衡圆盘,采用影响系数法和振型平衡法分别对转子的刚性模态和前两阶挠性模态进行了本机动平衡。平衡后,转子的振幅明显减小,最大降振幅度为83．6％,并在H∞控制器作用下,转子顺利超越了第二阶挠性临界转速,提高了系统的运行精度和安全性。     

柔性转子无试重模态动平衡测试系统

针对传统柔性转子动平衡方法需要多次添加试重、多次启动而导致平衡效率低、安全性无法保证的问题,提出了一种高速柔性转子无试重模态动平衡方法。该方法借助有限元软件计算得到转子的模态特征,结合测量得到的振动信息,计算出平衡配重的大小和相位。为了将此方法应用于工程实际,研制了一套柔性转子无试重模态动平衡软、硬件测试系统。将该系统与国外同类先进测试设备SIRIUS对比,两者之间的相位测量误差为2.376°。转速计量表明,该测试系统的转速测量范围为0～60kr/min,最大测量误差为10%。应用该系统对跨二阶双盘柔性转子实施了无试重动平衡试验,平衡后一阶振幅下降60.6%,二阶振幅下降74%。试验结果表明,所研制的无试重模态动平衡系统可有效应用于高速柔性转子的动平衡,提高平衡效率和安全性。     

基于动力学有限元模型的多跨转子轴系无试重整机动平衡研究*

针对多跨转子轴系现场动平衡需频繁启停机的问题,结合影响系数平衡法和模态振型平衡法特点,提出一种新的基于动力学有限元模型的轴系无试重整机动平衡法。综合转子动力学相关理论和有限元技术,通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相符的转子动力学有限元模型。采用柔性转子共振分离原理,分析轴系振型和不平衡振动阶次以确定各跨转子加重平衡平面数和位置,分别在各跨转子平衡位置处施加不平衡激励,获取轴系平衡转速下各振动测点处不平衡响应,计算出相应的加重影响系数,从而取代轴系现场动平衡中需要多次启停机试重测取过程。然后采用最小二乘法通过解平衡矢量方程组得到轴系所需的平衡配重。最后以模拟百万兆瓦超超临界汽轮机的四跨五支承柔性转子轴系试验台为例,应用该方法开展了2 700 r/min转速下轴系四个平面同时配重动平衡试验,单点降幅最高达53%,实现了无试重下柔性转子轴系整机动平衡,可有效减少因盲目试重次数,节省平衡费用和周期。     

单盘柔性转子瞬态平衡

19世纪50年代发展起来的柔性转子瞬态平衡方法已发展的十分成熟。本文在这种相对成熟的方法的基础上,通过对单盘柔性悬臂转子的加速瞬态动力响应特性的分析研究,建立了单盘柔性悬臂转子的瞬态动平衡方法。该方法只需转子的一次加速启动过程就可识别出转子不平衡的方位。再通过一次加试重加速启动过程可以识别出转子不平衡量的大小。仿真研究结果表明,本文的方法是有效和实用的。     

有限元分析在柔性转子动平衡上的应用与研究

以高压水泵转子为研究对象,利用ANSYS14.0软件建立了9盘水泵转子有限元分析模型,对其进行了模态分析和谐响应分析。通过这两种分析得出了转子前四阶固有频率,研究出在不同方式的简谐激振力下一阶和二阶共振区消除后支反力响应随频率变化关系和产生前四阶不平衡响应的敏感加力部位和加力方式。验证了柔性转子动平衡的基础理论,为多盘水泵转子现场动平衡研究提供了理论依据。     

风机转子现场质量平衡方法的实验研究

在实验研究的基础上,提出了试重－求当前失衡量法、平衡－试重综合法。实验分析表明,这两种新方法对于风机转子的现场平衡具有明显的优点。     

两种球形转子平衡装置干扰力矩的比较

检测球形转子质心偏移量的基本原理是通过测量转子在悬浮状态下由摆性力矩造成的摆动周期而确定的 ,因此悬浮装置的干扰力矩必须足够地小。比较了半碗六电极静电悬吊式和中心小孔供气球冠支承式两种平衡装置的干扰力矩 ,其中包括守恒力矩和非守恒力矩。通过仿真计算并结合实际应用条件 ,得出了气浮支承适用于转子粗平衡 ,静电悬吊可以用于高精度平衡的结论     

转子在线自动平衡研究

研究了转子在工作转速下实现在线自动平衡的方法。以电磁执行器作为施力装置,运用傅里叶分析和线性系统的叠加原理,对不停车的情况下转子不平衡振动的识别和抑制的算法进行了推导,并在一滚珠轴承支承的转子系统上进行了试验研究。结果证明该方法和装置能够使旋转工作频率下转子的不平衡振动大大减小。     

柔性转子现场动平衡误差研究

从提高实际转子现场平衡精度的角度出发，系统研究了动平衡中存在的各项主要误差，并给出了减小这些误差的相应对策。通过对平衡误差定性与定量的分析，以期能够指导在平衡实践中减小误差，提高转子的平衡质量。     

用于电动机转子的全自动平衡机V型铣削去重建模研究

为提高全自动转子动平衡V型铣削去重的效率和一次切削去重成功率,提出一种V型铣刀切削去重简化模型及基于此模型运用线性插值方式的去重切削控制方案,其包括切削去重建模和实时参数化插值两部分。通过几何计算和数值计算的方式建立精确的切削去重模型,结合数据分析对精确模型进行合理简化,计算得到适应于普通工业可编程控制器(PLC)运算能力的解析模型表达式。基于此简化模型,提出去重切削控制方案。先通过PLC初始化运算获取离散切削深度与切削质量的数据表,而在实际的运行中则依靠线性插值方法为执行机构提供切削参数。在用于中小型电动机转子的全自动平衡机上的应用表明,此简化模型及控制方案兼顾了PLC控制器较弱的计算能力,在G6.3级的动平衡精度的目标下,能够实现85%以上的转子一次切削去重成功率,从而大大缩短加工时间并提高转子动平衡机的生产效率。     

复合转子修复时动平稳方法的研究

复合转子修复时动平衡的研究是一项非常有价值的工作。转子在动平衡机上校验的过程中,笔者采用了“单体平衡在整体中实现”和“在整体中直接对内转子加平衡配量”的方法,提高了转子的平衡精度和经济性。     

同轴式微速差双转子系统整机动平衡方法研究

同轴式微速差双转子系统的不平衡振动信号是由内、外转子各自不平衡振动叠加而成的拍振,通过研究拍振波形的特征,提出不通过解拍,有效分离内、外转子各自不平衡振动响应的方法;通过理论分析和试验研究发现内、外转子不平衡振动之间的相互影响很小,提出用8影响系数法实现该类转子动平衡的方法。通过对双转子系统进行外转子单独平衡和内、外转子同时平衡的成功实践,证明8影响系数法能在保证足够高的平衡精度下,快速、高效地解决同轴式微速差双转子系统的动平衡问题,具有十分重要的工程应用价值。     

遗传算法在转子影响系数平衡法中的应用

在详细地论述了转子动平衡影响系数法有关理论的基础上 ,分析了利用遗传算法求解平衡方程的优越性 ,然后讨论了具体应用过程中需要解决的一些问题。通过理论分析和算例 ,证明了应用此方法得到的平衡效果是好的。     

神经网络在转子动平衡中应用的几个关键问题

从分析动平衡过程的数学模型着手 ,提出了一种基于人工神经网络的全新的无试重转子动平衡方法。针对人工神经网络应用中的几个关键问题展开了讨论 ,并提出了相应的解决方法。试验结果表明 ,人工神经网络在解决转子动平衡问题时有着独到的优势。     

基于有限元法的柔性转子虚拟动平衡研究

为了有效地降低回转机械由于质量不平衡引起的振动故障，基于转子动力学理论和有限元数值分析方法，进行了柔性转子系统虚拟动平衡研究。提出了若干种降低系统振动的平衡方案，并分别对平衡结果进行了有限元数值仿真，以寻找最优的平衡方案。实验验证了虚拟动平衡提出的最优平衡方案，该方法可最大限度地降低旋转机械系统实际动平衡过程的启动试机次数。     

Optimal balancing of flexible rotors by minimizing the condition number of influence coefficients

The Hermitian matrix of influence coefficients is one indicator of a balancing experiment’s overall effectiveness. The condition number of this matrix is determined by the sensor locations and balancing planes selected for the balancing procedure. In this research, we use finite element analysis to simulate the balancing of flexible rotor-bearing systems under various arrangements of sensors and planes. The condition number turns out to be inversely related to the accuracy of the balancing and directly related to the sum of correction masses; in other words, the accuracy and efficiency of rotor balancing can be improved by selecting sensor locations and balancing planes which reduce the condition number. This result is validated by experimental measurements of a physical rotor system.