考虑激励幅值慢变的卷绕头转子系统动力学建模

卷绕头转子系统结构之间的耦合振动和时频变激励使振动问题十分复杂,为了更准确地研究其动力学特性,根据转子动力学理论,使用有限元方法建立了考虑多盘质量慢变的卷绕头非线性转子系统整机动力学模型,运用Newmark-β数值积分方法对其动力学特性求解,得到仅存在初始不平衡量以及卷装不良带来的激励频率、幅值慢变下的非线性动力学行为。通过分析轴心轨迹、时域波形和幅频特性曲线等结果,发现卷绕头转子系统对因卷装不良引起的激励幅值慢变较为敏感,出现新的频率成分。进一步对比分析了不同节点处的振动频谱,其结果可为卷绕头转子系统动力学设计和故障识别提供一定理论支持。

仿照直升机旋翼的水下矢量推进装置

借鉴直升机上的矢量推进技术,研究出一种提高载具灵活性、降低载具的操作难度的水下推进装置,在船模上进行初期测试。联想到大气和水下的环境相似性,将航模的金属头旋翼总成装置运用到船模上,代替船模原来的水下推进器。旋翼头总成装置控制运动方向的三个自由度分别用一个总线舵机控制,旋翼主轴的旋转用38电机通过带传动驱动。由于旋翼头总成装置是位于水下的,而总线舵机和38电机需要在水面上,所以它们之间的运动通过一套传动装置连接,让水面上的控制系统能够控制水面下的旋翼头总成装置运动。传动装置用三维软件建模并3D打印出实物。通过对直升机的矢量推进技术的了解,在此技术基础上模拟载具的矢量推进,制造最新型的水下推进装置,用以提升载具的灵活性、安全性,减少船只的事故触发率。它不仅可以适用于小型的水上游艇,大可以用于万吨巨轮,甚至在未来该技术发展成熟的时候,还可以用于海军的潜艇等,是一件有价值,有前途的项目。

高速线材吐丝头结构仿真与优化设计研究

针对高速线材轧制生产中吐丝机普遍存在振动值较大、连续运转稳定性较低、吐丝圈形不稳定等问题,对吐丝机关键部件吐丝头进行仿真优化研究。采用模态分析动力学控制方程、动平衡计算方程等,建立几何模型、有限元模型、运动学模型等并进行临界转速分析、模态分析和动平衡仿真分析,掌握吐丝头振动值较大的主要原因。为在设计阶段尽可能消除吐丝头的动平衡量,利用有限元仿真软件对原吐丝头进行模态分析,获得原吐丝头的第1阶临界转速为72.2 r/s,高于最高转速40 r/s,可按刚性转子对吐丝头进行动平衡。利用动力学仿真软件建立吐丝头的虚拟样机,对其进行双面动平衡仿真分析,获得吐丝头在两个校正面上所需的校正质量,并根据安装位置设计配重结构。通过对吐丝头进行动平衡优化,吐丝头在两个校正面的动不平衡质量分别由优化前的8.199 1 kg、6.655 4 kg下降为4.843 9×10^(-4) kg、3.603 8×10^(-4) kg,且1阶临界转速由72.2 r/s提升为72.75 r/s,满足设计要求。最后,将优化后的吐丝头安装在吐丝机空心轴上进行现场在线动平衡测试实验,吐丝头在线动平衡初始不平衡量为27.4 g,相位为232°,两个轴承位置测点的水平振动幅值分别为1.02μm、6.63μm,均小于10μm,满足设计要求。

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。

半喂入联合收获机同轴差速脱粒滚筒设计与试验

针对半喂入联合收获机收获超级稻和难脱粒的粳稻时脱粒不净引起损失的问题,设计了半喂入同轴差速脱粒滚筒,并与单速脱粒滚筒进行了脱粒对比试验,对各种脱出物料的实测数据用Matlab软件建立了3D图像及其数学模型。结果表明:差速滚筒未脱净籽粒约0.06%,比单速滚筒降低61.25%;3D图像显示差速脱粒的各种脱出物料在筛面上分布比单速脱粒均匀。半喂入同轴差速脱粒装置集高、低转速对脱粒性能的有利作用于一体,能较好解决半喂入联合收获机收获超级稻和粳稻时脱粒不净引起的损失,并使损失率、破碎率和含杂率等性能指标都达到较优水平。

高速转子电动平衡头的设计与技术措施

实现高速转子的自动动平衡的关键部件是校正平衡头。介绍了一种新的电动平衡头的基本结构、特点、参数,以及为保证控制精度而采取的技术措施。平衡头采用中空式环形结构,滚动小车式配重和红外线遥控工作方式。驱动电机采用步进电动机。本文给出了在试验台上的实验结果,验证了方案的可行性。

板齿摘脱滚筒流场特性研究

对无护罩时摘脱滚筒的流场特性进行了测试与理论分析 ,得到了该流场的流函数、流线图及其压强表达式 ,表明这是一个环流运动 ,越往中心其速度越高 ,而压强则越低 ,因此对周围物料形成吸力 ;还试验研究了护罩对流场特性的影响 ,表明在滚筒下部的流场与无护罩时的基本相同 ,因此对下面作物有吸附作用 ,而在上部 ,气流进入护罩后逐渐地产生了分离 ,使外层流速逐渐增加 ,而内层流速逐渐降低 ,这种状态有利于降低回带损失。

液压自动平衡技术在风机转子上的应用

提出用液压自动平衡技术解决风机转子运行过程中因结垢造成的动不平衡问题。采用转子动力学软件对风机进行有限元建模。根据平衡头的3个可能安装平面,利用转子动力学软件分别计算虚拟安装在这3个安装平面下的平衡头的平衡效果,找出平衡头的优化安装平面。设计风机转子的模拟实验台并进行液压自动平衡实验。实验表明将液压自动平衡头安装在优化平面上可以实现转子的不停机在线自动平衡,为在风机上应用液压自动平衡技术提供理论参考和实验依据。

基于GPS与AHRS的四轴飞行器悬停算法研究

通过对国外四轴飞行器控制系统设计思路的研究及其存在问题的分析,就飞行器控制系统悬停部分的算法进行了研究与探索,并对该系统的设计做了总结与展望。其中电子航向系统(AHRS)与全球卫星定位系统(GPS)为关键参数获取的传感器,该系统实现了飞行器悬停的全自动外环控制。

高速线材成卷用吐丝机转子振动测试及动平衡研究

由于某厂设计生产的吐丝机样机在试运行过程中发生了剧烈振动,基于此对吐丝机样机转子进行振动测试和频谱分析,找出产生振动的主要原因。基于有限元的模态分析方法对吐丝机转子进行了分析,计算出临界转速,应用SAMCEF Rotor求解器对吐丝机转子进行不平衡响应分析,结合吐丝机结构得到了合适的配平平面,运用刚性转子动平衡理论对吐丝机转子进行了配平并满足了使用要求,对比现场动平衡方法有明显优势。

遥控平衡头的单盘转子自动平衡实验研究

介绍了一种新型电动平衡头。所设计的平衡头是一个独立部件，采用滚动式小车配重和红外线遥控工作方式。给出了等效平衡矢量与配重小车相位角的关系式。在试验台上作了单盘转子振动控制和自动平衡实验，振动幅值降到了初始值８％以下，证明了平衡头的工程实用性。

旋转机械转子自动平衡实验研究

介绍了一种新型主动式转子自动平衡装置 ,其平衡头采用环形结构 ,校正质量由可控步进电机经齿盘驱动 ,步进电机能源由自发电式持续电源提供 ,控制系统采用微机化红外线遥控的工作方式。实验结果表明 ,该装置性能可靠 ,可在各种转速下不停机进行转子自动平衡 ,且具有较高的平衡精度和较强的抗干扰能力。

单盘刚性转子双平面液压主动平衡技术研究

提出一种双平面液压主动平衡方法对单盘刚性转子的不平衡振动进行在线消除。在分析双平面液压主动平衡原理的基础上,建立了一套带有单圆盘的转子实验台,制定了双平面的2种安装方案。利用有限元法建立了该实验台的转子模型,分析了2种安装方案的平衡效果,并确定了各个平衡方案下的最佳控制方法。在实验台上对2种安装方案的平衡效果进行了实验验证。有限元分析和实验结果均表明,不同的安装方案需要采用的控制方法各不相同,采用最佳控制方法的双平面主动平衡技术可以有效地消除单盘转子的不平衡振动。

刚性转子自动平衡控制策略

针对无平衡块位置传感器的质量补偿型自动平衡头 ,提出了刚性转子基于影响系数法的快速平衡控制策略 ,它能不停机地辨识出系统主要特征参数 ,准确计算出平衡块的平衡位置 ,成功地解决了自动平衡耗费时间长、精度不足的问题 ,操作简便。为了尽可能减小各种随机误差对平衡精度的影响 ,还提出了递推改进算法。对该控制策略进行了计算机仿真 ,取得了较为理想的效果。

水泵水轮机泵工况驼峰特性形成机理瞬态数值研究

针对水泵水轮机泵工况流量-扬程曲线的驼峰特性,采用SSTk-ω湍流模型对水泵水轮机进行模拟,并研究定常与非定常模拟对流量-扬程特性的预测准确性。建立活动导叶开度为20°的水泵水轮机全流道模型,对于非定常模拟,在尾水管(吸水室)-转轮与转轮-活动导叶两动静交接面处,分别设置考虑瞬态效应的TRS(Transient Rotor Stator)模型,模拟预测机组流量-扬程关系,分析各过流部件扬程损失并研究驼峰区产生机理。模拟结果表明,泵工况下水泵水轮机流量-扬程驼峰特性与固定部件内部涡结构及其所致损失紧密相关。相比定常模拟,瞬态非定常模拟结果与试验值更为吻合,且在交接面前后相邻处速度场变化平缓,符合实际流动规律。考虑交接面瞬态作用的非定常模拟能够更加准确地模拟水泵水轮机等叶轮机械在非设计工况下的流动,为改善水泵水轮机运行稳定性提供有效的参考。

股骨距重建后加长柄股骨头置换治疗高龄股骨转子间骨折

目的探讨股骨距重建并骨水泥型加长柄人工股骨头置换治疗高龄不稳定型股骨转子间骨折的疗效。方法高龄患者股骨转子间不稳定骨折,术中首先行股骨转子间骨折复位固定,重建股骨距,后行人工股骨头置换术,术后依照髋关节置换术后常规治疗。结果随访6~53个月,期间除1例住院期间死于肺部感染、4例死于其他内科疾病、1例假体周围感染,根据Harris评分,优28例、良7例、差2例。结论股骨距重建后应用骨水泥型加长柄人工股骨头置换治疗高龄股骨转子间骨折并发症少,疗效满意。

高速卷绕机关键部件的动力学分析与减振研究

首先介绍了高速卷绕机的工作原理,然后对目前高速卷绕机关键部件横动导丝部件和卷绕部件的具体结构和优缺点进行了阐述,最后对当前先进的高速卷绕机的动力学特性进行了分析,认为高速卷绕头是一个变质量、变刚度、变转速的时频变激励复杂转子系统,最后提出了相应的减振方法以及新型材料的应用措施。

大焓降动叶设计思想的低速静态实验验证

在哈工大推进理论与技术研究所的静态低速风洞上,采用扇形叶栅试验模型,验证了应用于高中压缸的大焓降动叶的设计思想。试验结果表明,伴随几何折转角的增加,从叶根至叶顶采用由后加载向前加载逐渐过渡的具有"鱼头"型前缘的叶型,提高了动叶对气流冲角和沿叶高负荷变化的适应性,降低了轮毂区的横向二次流损失。大焓降动叶和传统设计动叶相比,前者的几何折转角高于后者,但在相同的实验条件下两者的气动性能相当。

永磁差频电动平衡头的振动控制实验研究

设计了使用永磁差频电动机的自动平衡头 ,实现了控制单元和平衡头之间控制信号和驱动能量的无接触传递。通过控制内定子绕组电流频差信号以实现对平衡矢量幅值与相位的在线调节。设计了实验模型并进行了振动控制实验 ,使被平衡轴系从振幅最大到振幅最小的时间约30秒 ,振动信号幅值减小了 87% 。

河南宝泉高水头水轮发电机组转子组装工艺

作为水轮发电机组的核心部件,转子安装向来以精度要求高、质量控制严著称,是水电站机电安装的质量控制重点。河南宝泉抽水蓄能电站的转子具有转速高、整体高度高、结构特殊、公差配合小、叠片难度大、圆度测量控制难、组装程序复杂、安装工艺新、施工难点多且工期紧和任务重等特点,具有一定的代表性。通过宝泉抽水蓄能电站水泵水轮发电机组转子组装,总结了高水头高转速水轮发电机组转子组装工艺及技术控制措施,并对关键工艺的技术要点作了较详细的描述,可为同类型机组的转子安装提供参考和借鉴。