跨平面球体平衡器振动抑制机理的研究

传统球体平衡器一般将平衡球约束于一个或多个平面圆环滚道中,事实上,球体具备沿转子轴线方向跨平面运动的能力,可用于转子质径矩的调节。提出了一种跨平面球体平衡器结构,对其振动抑制机理进行了研究。首先,应用拉格朗日方程建立了带有跨平面球体平衡器的转子系统振动模型;其次,分析了转子系统平衡解的组成,应用Floquet理论对系统周期解进行稳定性分析,得到了平衡球质量、转子支承刚度、支承阻尼和球体阻尼等参数对转子系统稳定性的影响,确定了不同参数条件下系统稳定区域分布;再次,通过数值计算分析验证了各稳定区内部系统的稳定性与平衡器的平衡能力;最后,进行了相关试验研究,验证了平衡器的有效性与仿真结果的正确性。结果表明,在高速阶段的稳定区中,平衡球可通过跨平面运动实现转子质径积与质径矩的双平衡。