基于力传感器的刚性转子动平衡实验方法

针对刚性转子动平衡问题,提出了一种基于拉压力传感器的综合实验平衡方法。首先,基于动平衡原理,构建了转子不平衡等效模型,求解了理论不平衡量,确保了实验的严谨性和合理性;然后,进行了结构设计、仪器与设备选择,搭建了转子动平衡实验平台以保障测试数据的稳定性和可重复性;最后,利用该平台,采集了力学性能数据,分析了轴系不平衡量的幅值和相位,采用了添加平衡质量的方式进行了转子动平衡实验,对基于拉压力传感器的综合实验平衡方法的可行性和有效性进行了验证。研究结果表明:平衡前左右两端不平衡质量幅值分别为2.2 kg、-3.8 kg,平衡后左右两端不平衡质量幅值分别为1.2 kg、-1.4 kg,转子系统不平衡量减小1.4 kg,平衡率为87.5%,这说明拉压力传感器和编码器相互配合以消除不平衡量的方法具有可行性。该实验平台使用拉压力传感器和编码器精确测量不平衡质量和相位,为解决旋转机械动平衡问题提供了新思路,有助于提高旋转机械的运行效率,并延长其使用寿命。

基于小型电机的自动定位转子动平衡机的设计

[目的]电动机转子动不平衡会产生周期性振动,影响电机工作性能、使用寿命及运行安全,探究小型电机转子的动不平衡的测量和调整技术对于国内电机生产具有一定意义。[方法]基于动平衡原理和条件,设计了一款由传动、测控、切削去重校正等模块构成的自动定位转子动平衡机,分析了该动平衡机机械部分和电控部分的设计,并采用测试和试验的方法对不平衡量测量模块进行测试,验证机械部分、电气部分和软件部分的可行性,通过进行整机的效果测试验证动平衡机自动定位测试和铣削去重效果的可靠性。[结果]1)通过用同一转子进行4次测试,系统测量的不平衡量最大误差是第一次测量出的2.1%,最大相位误差1°,说明测量系统能有效提取不平衡振动信号,达到测量系统的要求。2)经过100次相位定位测试,转子定位偏差<0.05°的占73%,转子定位偏差<1°占97%,有3%的转子偏差≥1°,自动定位能够满足系统要求。[结论]该动平衡机可实现自动去重、校正电机转子动不平衡量,但未来仍需深化系统抗干扰性研究,设计集成化和智能化的测控系统电路,在动平衡机上开发智能监控、去重模块技术等,以提高动平衡机的稳定性,实现更高精度的真正意义上的全自动去重平衡。

薄壁装配单元并联结构设计及性能分析

薄壁件由于结构复杂刚性差且精度要求高,薄壁件装配主要由人工完成。存在自动化程度低、产品良率低、效率差、严重依赖工人的技术水平的问题。为了提高产品质量和生产效率,急需采用自动化装配设备。薄壁件的装配单元需要根据在线测量数据分类匹配装配,采用传统的工业机器人,占用较大的工作空间,并联机器人结构柔性,占用空间小,本文设计提出一种薄壁件自动化分拣装配单元设计方案,来代替传统人工分拣与装配的生产方式。首先根据薄壁件分类装配功能需求,设计了并联结构,建立了并联结构的动力学模型和运动学模型;分析了并联结构快速运动时速度及加速度的变化规律,3条主动臂和中间支链的角度数据曲线变化平稳,没有发生突变,角速度和角加速度相对平稳,保证了测量相机工作精度,并联机构的稳定性满足设计要求;动平台的位移曲线与预定轨迹重合,结果显示所设计的机构可以满足功能要求。该结构工作空间小,可以实现薄壁件装配的自动化,保证了产品的质量。

剪刀式高压隔离开关传动系统参数化设计

为解决剪刀式高压隔离开关模型传动系统参数不易修改的问题,论文围绕参数化问题展开。首先利用解析法建立剪刀式高压隔离开关传动系统的二维数学模型,获得从动构件与主动构件之间位移、速度、加速度的关系表达式。然后利用MATLAB软件数值解析高压隔离开关传动系统的数学模型,并进行求解,获得不同杆件及其相互间角度的变化规律,并设计GUI图形用户界面进行显示。最后将剪刀式高压隔离开关三维模型导入软件ADAMS中进行运动学仿真分析,比较仿真分析与数值解析结果,验证数值解析结果的合理性,对比结果显示:基于MATLAB的数值分析结果和ADAMS的运动学仿真结果趋势一致,且可以清晰地反应剪刀式高压隔离开关的运动状态,修改方便快捷,适合剪刀式高压隔离开关的初期设计和优化。

薄盘工件不平衡量在线测算及去重试验研究

基于薄盘类零件具有较大径厚比,且不平衡量可以看作分布在一个平面内的特点,提出一种基于夹载工件前后机床主轴不平衡振动信号的变化而间接、在线测算薄盘类工件不平衡量的方法。基于附加不平衡振动检测系统、复合数控机床的主轴准停、刀具定位及去重控制等功能,提出薄盘工件不平衡量在线去重校正的理念。通过试验证实了工件不平衡量在线测算及校正的可行性。本研究可以在无动平衡机的条件下实现薄盘工件不平衡量的在线测算与去重校正,在节省工件平衡成本、提高工件平衡效率与加工精度等方面具有参考价值。

金属橡胶减振器在机载光电吊舱复合减振系统中的应用

为减小载机角振动对光电吊舱成像质量的影响,应用金属橡胶作为隔振元件研制出两种能限制一定自由度的小型金属橡胶减振器,分别嵌入光电吊舱内、外框架减振系统中设计了两级减振系统,从原理上实现了3个方向无角位移隔振。依据振动理论获取了两种减振器轴向、径向刚度和阻尼比等参数并采取特殊工艺制备了金属橡胶减振器。应用ADAMS/Vibration模块对光电吊舱减振系统进行了仿真分析,分析结果显示光电吊舱减振系统固有频率为17Hz左右,角振动幅值最大值为0.0011,并且当频率大于25Hz时,角振动幅值趋近于零,分析结果表明该减振系统对25Hz以上的角振动可以起到很好的抑制作用。最后通过振动试验验证了仿真结果的正确性,与实际测量结果相比,仿真计算结果误差不超过10%,说明光电吊舱减振设计是成功的。金属橡胶减振器在光电吊舱上的成功应用对于光电吊舱振动隔离技术有着重要的意义。

旋转机械自动动平衡综述

对国内外旋转机械自动平衡研究进行了较全面的综述，并对各种形式自动平衡装置的特点和可行性进行了分析。为把有关资料系统化，提出对自动平衡装置的基本要求，作为设计自动平衡装置时的参考。

高速转子动平衡的传递函数法

应用传递函数 (TF)的概念研究柔性转子高速动平衡两种经典方法———影响系数法 (ICM )和振型平衡法(MBM)的关系 ,证明二者本质上的统一性 ,并建立影响系数矩阵与传递函数矩阵的解析关系。应用灵敏度分析技术对柔性转子进行特征灵敏度分析 ,给出高速动平衡方法中平衡截面位置的选取原则。基于推导出的影响系数与传递函数的解析关系 ,提出柔性转子高速动平衡的新方法———传递函数法 (TFT)。多次实验表明 ,这一方法十分简单有效 ,有较高的准确性 ,既克服了影响系数法需要多次起机的缺点 。

注液式高速切削主轴动平衡装置设计及其性能研究

为有效抑制高速切削主轴的不平衡振动,提出了适用于该类主轴的注液式在线动平衡装置,并讨论了该装置的工作原理及平衡终端的结构特性。为了实现喷液量的精密控制,通过控制液压系统喷射管道的直径、液体压力等参数,使平衡液体处于层流运动状态。通过分析平衡终端内、外圈径向位移与转速的关系,验证了该装置在高速旋转下的安全性。在研究该装置的平衡能力及精度的基础上,通过合理设计液体容腔,实现了喷液量与平衡配重间的线性关联。此外,还提出了考虑初次试重预估的迭代矢量反馈平衡控制策略,从而满足了该装置用于高速平衡时的特殊需求。高速主轴动平衡实验的结果表明,在20 700r/min时,通过平衡操作可使主轴不平衡振动的幅值下降约78.8%,从而验证了该平衡装置及其平衡控制策略的有效性。

非线性转子系统碰摩现象的动力学仿真

针对一类非线性转子系统 ,建立了碰摩模型。在此基础上 ,通过模型的动力学仿真分析 ,研究了非线性碰摩转子系统的同频、倍频、分频、拟周期和混沌振动及其出现特点。

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。

全息动平衡技术:原理与实践

分析全息谱技术应用于动平衡领域的可能性与优势。首次介绍全息动平衡方法的基本概念 ,如试重椭圆、初相点和移相椭圆等 ;提出基于三维全息谱的力、力偶分解全息平衡方法 ,并与现行的方法进行比较 ;

应用动力学模型的高速主轴无试重动平衡方法

为解决高速主轴由于不平衡导致的振动问题,提出了一种基于动力学模型的高速主轴动平衡方法,其仅需在工作转速下采集振动响应数据,且无需停机试重.该方法通过对连续分布的不平衡量进行集中化处理,缩减不平衡响应与不平衡量之间的关系矩阵,可以在高速主轴的任意2个位置上实现双面平衡.研究结果表明,该方法能够准确地识别出等效集中的不平衡量,且所识别的由等效不平衡量引起的振动响应与原始振动响应基本一致.因此,添加配重后可使主轴各位置不平衡振动得到有效地抑制.

应用模态分析及傅里叶变换的柔性转子无试重动平衡方法

针对旋转机械不平衡导致的振动问题,提出一种的柔性转子现场动平衡方法。其通过有限元理论建立转子系统动力学模型,并将系统运动微分方程按模态振型展开,利用FFT及IFFT变换,获取频域下不平衡载荷谱,最终识别转子不平衡状态。仿真和试验结果均表明,该方法仅需在低于临界转速的状态下采集振动响应数据,并且无需停机试重,就能准确识别转子不平衡状态,添加配重后可使转子各阶不平衡振动得到有效抑制。

非线性转子的低频振动失稳机理分析

包括两部分内容：１）材料内阻作用下转子自激振动的局部分岔分析；２）考虑湍流因素的滑动轴承油膜力作用下转子轴承系统油膜失稳机理的全面分析。结果表明，非线性转子的自激振动表现出复杂的动力学现象，这些低频振动现象的揭示，为工程上转子故障的识别和预防提供了理论依据。

光电吊舱无角位移被动减振系统研究

根据某型光电吊舱无角位移减振的需求,利用分级减振的设想,设计了一组内外框架减振器,计算了减振器刚度、阻尼系数范围,并对减振器进行了合理的布局,建立了减振系统的Solidworks三维模型,在ADAMS中进行了振动仿真分析,得出单方向输入时系统的幅频响应曲线,并对系统参数进行了优化,确定了减振器的刚度、阻尼系数的最优值,结果表明,该系统实现了三向相等刚度,解除了系统三个方向的线振动耦合,保证了荷载基准与底座基准振动状态下无相对角位移。

柔性转子不平衡响应及初始弯曲振动特性研究

以悬臂式热弯曲转子、Jeffcott转子、双简支光轴转子为对象研究单转子初始弯曲及不平衡响应的振动特性 ,采用传递矩阵法计算了临界转速、初始弯曲响应及不平衡响应 ,得出了普遍的规律。计算了双简支等截面光轴转子偏心距按各阶振型分布的不平衡响应 ,证实了柔性转子振动主振型正交性的性质 。

转子系统在线动平衡综述及展望

介绍了动平衡理论及技术的发展，对各种在线自动平衡装置进行分类，并着重综述了这些装置的优缺点，指出在线动平衡研究今后需要解决的问题。

碟式分离机整机动平衡的方法

针对碟式分离机整机振动的问题,分析了其结构及零部件的加工、定位和装配精度,比较了分离机工作状态与动平衡实验状态下支承反力的差异.重点介绍了振型分理原理,提出了碟式分离机整机现场平衡的校正方法,并通过实例证明该法的实用性及正确性.

转子自动平衡技术的试验研究

对利用可控平衡头实现转子自动平衡的可行性进行了理论分析和试验论证，在导得的自动平衡原理方程的基础上，提出了平衡头的控制策略。研制了新型平衡头和相应的计算机控制系统。试验结果表明该自动平衡系统不需停机即可实现转子在运行期间的自动平衡。这种技术在汽轮发电机组、锅炉引风机等旋转机械上有很大的应用前途。