撓性轉子動平衡測試系統(tǒng)研究.pdf

1、在旋轉機械故障中,轉子的不平衡故障是最常見的,不平衡的轉子在運行時會產(chǎn)生振動和噪聲,噪聲會破壞工業(yè)環(huán)境,而振動會加速軸承等機械構件的磨損,嚴重時則會引發(fā)工業(yè)事故,造成人員傷亡。早期的動平衡主要集中于低速運行的剛性轉子,而隨著工業(yè)技術的進步,旋轉機械工作轉速的不斷提高,撓性轉子的應用越來越廣泛,剛性轉子動平衡測試理論與系統(tǒng)已經(jīng)不再滿足需求,因此對撓性轉子動平衡理論進行研究和開發(fā)出撓性轉子動平衡測試系統(tǒng)具有重要的理論意義和工程價值。

2、　　本文首先對撓性轉子動平衡理論進行了介紹,在轉子動平衡中,振動信號的降噪處理是關鍵的步驟。針對轉子振動信號的去噪,提出了將偏微分方程(PDE)用于振動信號的去噪,對已有的一維PDE去噪算法進行了改進,提出了偏微分方程去噪的快速算法,縮短了算法的計算時間。同時實現(xiàn)了高階PDE去噪的算法,歸納總結出了一維PDE去噪的統(tǒng)一模型,探討了偏微分方程去噪的特點和優(yōu)勢,PDE去噪在振動信號去噪中能夠取得很好的效果;針對動平衡過程中基頻信號幅值和相位

3、的準確獲取問題,介紹了基于FFT和互相關函數(shù)法的基頻幅值和相位的獲取,提出了將準則用于互相關函數(shù)法提取基頻振幅和相位過程中的誤差處理,基于準則的互相關函數(shù)基頻提取方法,從復雜的振動信號中準確地提取出了基頻的振幅和相位。對轉子系統(tǒng)進行建模分析,求取轉子系統(tǒng)的臨界轉速和模態(tài)振型,是轉子模態(tài)平衡法必要的步驟;同時,了解轉子的動力特性對于采用影響系數(shù)法進行動平衡也具有指導意義。本文分別采用傳遞矩陣法和有限元法對轉子進行了建模、臨界轉速和模態(tài)振型

4、的分析,同時實現(xiàn)了ANSYS對轉子動力學的分析,解決了對于復雜結構轉子自己編寫程序建模困難的問題。
　　以LabVIEW為軟件平臺,同時結合NI公司的數(shù)據(jù)采集卡硬件平臺,開發(fā)了轉子動平衡測試系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠對轉子進行振動測試分析,識別出轉子的不平衡故障,能采用影響系數(shù)法、模態(tài)平衡法等多種平衡方法對撓性轉子進行動平衡。同時,以實驗室的轉子試驗臺為對象,進行了轉子的振動測試分析,采用不同的動平衡方法對撓性轉子進行了平衡,取得了滿意的效