全矢动平衡技术及应用研究

论文摘要

针对传统动平衡方法中所用的振动信息,都是用一个传感器采自转子的单向信号,存在的测量误差问题,将全矢谱理论和转子动平衡方法相结合,充分利用转子振动的全方位信息,对转子的不平衡故障进行诊断,并在影响系数法的基础上,提出一种高精度的全矢动平衡方法,通过理论分析和实验,对其平衡精度和平衡效果进行研究,最后开发出相应的现场动平衡仪器。本论文的研究工作主要包括：1.介绍了全矢谱技术在不平衡故障诊断中的应用,提出了全矢动平衡方法的概念。将转子不平衡故障频率特征和全矢谱技术相结合,能够对转子的不平衡故障进行更可靠、更准确的监测和诊断；以转子的全矢不平衡响应作为测量项,既避免了传统单通道信息分析的误差,也能最大限度的减小振动不平衡量。2.通过理论推导证明了全矢动平衡方法比传统动平衡方法精度高,并进行了试验验证。以分析转子振动模型的振动入手,从不平衡灵敏度的角度,将推导得到的全矢动平衡方法与传统单通道动平衡方法各自的不平衡灵敏度进行比较,得出了全矢动平衡方法具有较高的平衡精度这一结论。3.通过实验多角度证实全矢动平衡方法在现场动平衡中具有较好的平衡效果。提出基于主振矢的动平衡效率计算公式,以平衡效率作为平衡效果的度量值,通过转子实验台的单面和双面动平衡实验对分别以水平振动、垂直振动和全矢不平衡响应为测量项的动平衡方法平衡效率进行横向比较,得出平衡效果的结论。4.进行全矢动平衡方法的现场动平衡仪器的开发。在全矢动平衡方法的基础上,利用VC++进行程序界面设计和Matlab进行数据处理,开发现场动平衡的仪器,该仪器既能够实现对传统单通道信号的单面和双面动平衡功能,又能实现单面的全矢动平衡功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、目的和意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题目的和意义
• 1.2 转子动平衡技术国内外研究状况
• 1.2.1 转子动力学的发展
• 1.2.2 转子动平衡方法的研究
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本章小结
• 2 转子动平衡基本理论
• 2.1 概述
• 2.2 转子平衡的原理
• 2.2.1 转子质量不平衡的原因
• 2.2.2 转子质量不平衡产生振动的原因和特点
• 2.2.3 转子平衡的原理
• 2.3 转子的分类——刚性转子和柔性转子
• 2.3.1 划分依据
• 2.3.2 划分的必要性
• 2.4 刚性转子动平衡
• 2.4.1 刚性转子平衡特点
• 2.4.2 刚性转子平衡方法
• 2.5 柔性转子动平衡
• 2.5.1 柔性转子平衡特点
• 2.5.2 柔性转子动平衡方法
• 2.5.3 柔性转子动平衡方法的比较
• 2.6 转子动平衡中参数的选择和确定
• 2.6.1 试重重量和角度的合理确定
• 2.6.2 平衡校正面数目和位置的确定
• 2.6.3 平衡测振点数目和位置的确定
• 2.6.4 平衡转速的选择与确定
• 2.6.5 平衡传感器的选择与确定
• 2.7 转子动平衡精度
• 2.8 本章小结
• 3 全矢谱技术在转子动平衡中的应用
• 3.1 概述
• 3.2 全矢谱分析技术
• 3.2.1 理论基础
• 3.2.2 数值计算
• 3.3 全矢谱技术对转子不平衡故障的诊断
• 3.3.1 不平衡故障的故障特征
• 3.3.2 全矢谱技术在不平衡诊断的应用
• 3.4 全矢动平衡方法
• 3.4.1 定义
• 3.4.2 公式推导
• 3.4.3 全矢动平衡方法的主要特征
• 3.4.4 全矢动平衡方法的优点
• 3.5 本章小结
• 4 全矢动平衡方法平衡精度的动力学分析
• 4.1 概述
• 4.2 转子振动模型及不平衡响应分析
• 4.3 矢谱参数与转子系统特性参数的关系
• 4.4 全矢动平衡精度分析
• 4.4.1 不平衡灵敏度
• 4.4.2 平衡精度分析
• 4.4.3 实验验证
• 4.5 本章小结
• 5 全矢动平衡方法平衡效果的试验研究
• 5.1 概述
• 5.2 衡量平衡效果的指标
• 5.3 平衡效果的分析
• 5.3.1 单面动平衡试验分析
• 5.3.2 双面动平衡试验分析
• 5.4 试验结论
• 5.5 本章小结
• 6 全矢动平衡方法的现场动平衡仪器开发
• 6.1 概述
• 6.2 动平衡的准备工作
• 6.2.1 确认机器存在不平衡
• 6.2.2 布置键相传感器
• 6.2.3 布置测振传感器
• 6.3 单面动平衡
• 6.3.1 传统单面动平衡
• 6.3.2 全矢单面动平衡
• 6.4 双面动平衡
• 6.4.1 初始状态
• 6.4.2 A平面加试重
• 6.4.3 B平面加试重
• 6.4.4 计算结果
• 6.4.5 平衡报表
• 6.4.6 手动输入方式
• 6.5 现场动平衡注意事项
• 6.5.1 相位方向及测量参数
• 6.5.2 试重重量
• 6.5.3 试重角度
• 6.5.4 平衡转速
• 6.5.5 试重半径
• 6.6 本章小结
• 7 结论和展望
• 7.1 本文工作
• 7.1.1 关键技术及创新点
• 7.1.2 结论
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历 在学期间发表的学术论文及研究成果