動平衡機振動分析及測試系統(tǒng)研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機械廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、水力發(fā)電、交通運輸以及航空航天等領(lǐng)域，是關(guān)系國計民生的重要設(shè)備。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人們對旋轉(zhuǎn)機械的工作性能和轉(zhuǎn)子部件的制造精度提出了更高的要求，所以迫切需要采用先進(jìn)的動平衡技術(shù)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行測試與平衡校正。
　　結(jié)合國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者的動平衡技術(shù)的研究，本文總結(jié)了轉(zhuǎn)子不平衡的有關(guān)理論以及動平衡的原理，闡述了動平衡技術(shù)中的影響系數(shù)平衡法。在動平衡理論分析的基礎(chǔ)上，完成了臥式硬支承動平衡機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，對動平衡

2、機振動分析及測試系統(tǒng)設(shè)計兩個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
　　考慮到在動平衡機設(shè)計中，系統(tǒng)的動力學(xué)特性是影響測試靈敏度的關(guān)鍵，在動平衡機的轉(zhuǎn)子—支承系統(tǒng)動力學(xué)模型基礎(chǔ)上，對動平衡機系統(tǒng)的動力學(xué)特性—模態(tài)頻率、模態(tài)振型以及穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)進(jìn)行分析。通過建立動平衡機模型，采用有限元軟件ANSYS進(jìn)行理論模態(tài)分析;對模型進(jìn)行簡化，分析了支承擺架的剛度，討論了系統(tǒng)固有頻率與工作頻率的關(guān)系;進(jìn)行動平衡機系統(tǒng)振動響應(yīng)分析，并且考慮了支承擺架結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)對系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響。針對設(shè)計的硬支承擺架進(jìn)行錘擊法的實驗?zāi)B(tài)分析研究，驗證了理論分析的正確與平衡機設(shè)計的合理。對動平衡機系統(tǒng)的動力學(xué)特性的分析，為優(yōu)化動平衡機的結(jié)構(gòu)、改善動平衡機的精度起到指導(dǎo)性作用。
　　本文基于虛擬儀器測試技術(shù)，采用計算機編程技術(shù)、信號處理技術(shù)等結(jié)合的方法，開發(fā)了一套動平衡測試軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)主要包括采集參數(shù)設(shè)置、轉(zhuǎn)子參數(shù)設(shè)置、動平衡采集、單面動平衡測試、雙面動平衡測試和退出測試系統(tǒng)六大子模塊。通過軟件

4、可以實現(xiàn)振動信號的采集和分析處理，擺架振動幅值和相位的準(zhǔn)確提取以及轉(zhuǎn)子不平衡量信息的精確計算。設(shè)計的動平衡測試軟件功能完善、數(shù)值計算精確、信號分析處理高效、人機交互良好。
　　最后為了驗證本文所設(shè)計的動平衡機系統(tǒng)的性能，在動平衡機平臺上開展了測試實驗。在不同工作轉(zhuǎn)速下基于相關(guān)濾波技術(shù)完成了振動信號幅值和相位的提取以及采用影響系數(shù)平衡法實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子不平衡校正。經(jīng)過多組實驗數(shù)據(jù)分析，動平衡測試系統(tǒng)能準(zhǔn)確測量轉(zhuǎn)子不平衡量的信息，測試精度高