非對(duì)稱轉(zhuǎn)子雙試重平衡法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明應(yīng)用于截面非對(duì)稱轉(zhuǎn)子的高速動(dòng)平衡，適用的領(lǐng)域有側(cè)面開槽的邸螺離屯、 機(jī)、開有線糟的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、雙葉螺旋獎(jiǎng)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)平衡。
【背景技術(shù)】
[0002] 兩個(gè)截面主慣矩不相等的轉(zhuǎn)子稱為非對(duì)稱轉(zhuǎn)子，非對(duì)稱轉(zhuǎn)子在工程中應(yīng)用廣泛， 例如側(cè)面開槽的邸螺離屯、機(jī)、開有線糟的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、雙葉螺旋獎(jiǎng)等。由于轉(zhuǎn)軸的非對(duì)成稱 引起的剛度系數(shù)周期性變化，其振動(dòng)方程區(qū)別于對(duì)稱轉(zhuǎn)子，為帶有時(shí)變參數(shù)的二階微分方 程，同一截面不同相位處的不平衡量對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的貢獻(xiàn)不同。傳統(tǒng)的動(dòng)平衡方法主要分為 影響系數(shù)法和諧分量法兩類，運(yùn)兩種方法的必要條件之一為平衡截面內(nèi)某一相位位置的一 次試重所得到的影響系數(shù)適用于該平衡截面內(nèi)任意的相位位置的加重。由于非對(duì)稱轉(zhuǎn)子對(duì) 于不同相位加重的不平衡響應(yīng)（包括振幅和相位）差別很大，在同一截面不同相位位置的 試重得到的影響系數(shù)不是定值，因此傳統(tǒng)動(dòng)平衡方法中的平衡截面的概念不適用于非對(duì)稱 轉(zhuǎn)子。近年來，國內(nèi)外學(xué)者一直關(guān)注于非對(duì)稱轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性、不穩(wěn)定振動(dòng)機(jī)理和振動(dòng)控制方 法、不對(duì)稱轉(zhuǎn)子參數(shù)激振特性等幾個(gè)方面，對(duì)于具有很強(qiáng)工程應(yīng)用價(jià)值的截面非對(duì)稱轉(zhuǎn)子 的動(dòng)平衡方法研究仍很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的針對(duì)截面非對(duì)稱轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡響應(yīng)特征，提供一種科學(xué)有效的適用 于非對(duì)稱轉(zhuǎn)子的雙試重平衡法。
[0004] 發(fā)明的技術(shù)方案如下： 陽〇化]非對(duì)稱轉(zhuǎn)子雙試重平衡法，包含W下步驟，如圖1所示：
[0006] 1.巧慢轉(zhuǎn)子兩個(gè)測點(diǎn)的原始振動(dòng)；
[0007] 2.選取兩個(gè)不同軸向位置處的試重點(diǎn)同時(shí)試重，在不考慮試重點(diǎn)相位特征的情況 下計(jì)算得到對(duì)稱加重和反對(duì)稱加重的影響系數(shù)；
[0008] 3.選取第二組位置不同的試重點(diǎn)，重復(fù)上一步驟，得到第二組對(duì)稱加重和反對(duì)稱 加重影響系數(shù)；
[0009] 4.分別根據(jù)兩個(gè)對(duì)稱加重影響系數(shù)和兩個(gè)反對(duì)稱加重影響系數(shù)，計(jì)算得到消除原 始對(duì)稱振動(dòng)和反對(duì)稱振動(dòng)所需要的加重量；
[0010] 5.將計(jì)算得到的對(duì)稱加重量和反對(duì)稱加重量進(jìn)行矢量合成，得到每個(gè)試重點(diǎn)所在 截面的配重量，加重平衡。
[0011] 所述兩個(gè)測點(diǎn)的平衡至少需要四個(gè)試重點(diǎn)，進(jìn)行兩次平衡試重，每組試重點(diǎn)的相 位最好相差90。，第二組試重點(diǎn)和第一組試重點(diǎn)的相位也相差90。。
[0012] 第一次加重的任意一個(gè)試重點(diǎn)可W和第二次加重的任意一個(gè)試重點(diǎn)位于同一軸 向截面。
[0013] 對(duì)稱加重和反對(duì)稱加重影響系數(shù)只適用于試重點(diǎn)處的不平衡量。
[0014] 具體說明如下：
[0015] 針對(duì)工程上應(yīng)用普遍的兩測點(diǎn)動(dòng)平衡，本發(fā)明提出的動(dòng)平衡方法過程具體如下 (加粗的量均為矢量）：
[0016] 1.在轉(zhuǎn)子一端黏貼反光帶，安裝用于測量振動(dòng)相位的光電傳感器。在軸承座上安 裝測量振動(dòng)的光電傳感器，各傳感器連接轉(zhuǎn)子測振儀；
[0017] 2.測量兩點(diǎn)原始振動(dòng)A。和B。，如圖2所示，A。為原始振動(dòng)，A1為第一次試重后的 振動(dòng)，A2為第二次試重后的振動(dòng)，W此類推，B同理，將其分解為對(duì)稱分量Ad。和反對(duì)稱分量 Afo: 陽0化]Ad〇= 0. 5(A〇+B〇) ; (1)
[0019] Af〇= 0. 5(A〇-B〇)。 似
[0020] 3.在選定的試重點(diǎn)Pi、P2分別試加重m郝m2,將其分解為對(duì)稱分量叫郝反對(duì)稱 分量叫1:
[0021] m"= 0. 5(m1+1?) ; 0)
[0022] nifi= 0. 5(m1-1?)。 （4)
[002引 4.巧慢加重后的振動(dòng)Ai和B1，并將其分解為對(duì)稱分量Adi和反對(duì)稱分量Afi:
[0024] Α"= 0. 5(Ai+Bi);妨 陽0巧]Afi= 0. 5(Ai_Bi)。 （6) 陽0%] 5.分別計(jì)算對(duì)稱加重和反對(duì)稱加重的影響系數(shù)：
[0029]6.取下叫和m2,在試重點(diǎn)P3J4上試重m3和m4,重復(fù)過程2、3和4,得到加重影響 系數(shù)αd2和曰f2;
[0030] 7.根據(jù)兩次試重得到的對(duì)稱加重和反對(duì)稱加重的影響系數(shù)，分別計(jì)算對(duì)稱加重和 反對(duì)稱加重的的配重量：
陽〇3引 8.將對(duì)稱分量和反對(duì)稱分量合成，得到Pi、P2、P3、P4所在截面處的配重Μ1、M2、M3、 Μ4為：
[0038] 本發(fā)明的效果是：
[0039] 1.本發(fā)明只需要兩次試重一次配重，動(dòng)平衡過程高效迅速； W40] 2.本發(fā)明即不需要增力日、減少測量點(diǎn)又不需要專業(yè)的設(shè)備，可W在傳統(tǒng)的高速動(dòng) 平衡機(jī)上直接操作，簡單方便；
[0041] 3.本發(fā)明針對(duì)非對(duì)稱轉(zhuǎn)子的高速動(dòng)平衡法，可W有效降低轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，從而提高 轉(zhuǎn)子的壽命，提高機(jī)器運(yùn)行的安全性。
【附圖說明】
[0042] 圖1為非對(duì)稱轉(zhuǎn)子雙試重平衡法流程圖；
[00創(chuàng)圖2為試重點(diǎn)示意圖；
[0044] 圖3為某邸螺離屯、機(jī)側(cè)面開槽的非對(duì)稱螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖；
[0045] 圖4為某邸螺離屯、機(jī)側(cè)面開槽的非對(duì)稱螺旋轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡試驗(yàn)圖。
【具體實(shí)施方式】陽046] 實(shí)施例1
[0047] 本實(shí)例利用本發(fā)明提出的動(dòng)平衡方法，針對(duì)某邸螺離屯、機(jī)側(cè)面開槽的非對(duì)稱螺旋 轉(zhuǎn)子，應(yīng)用商業(yè)通用有限元軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行動(dòng)平衡仿真模擬。該邸螺離屯、機(jī)側(cè)面開槽 的非對(duì)稱螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。3300rpm時(shí)ANSYS軟件模擬動(dòng)平衡的具體過程 如下： W48] 1.給出測點(diǎn)的原始振動(dòng)A〇= 11.02Z146μπιPPZ。和B〇= 9. 02Z136μπι 卵尸； W例 2.根據(jù)（1)式、似式計(jì)算出對(duì)稱分量Ad〇= 9. 97Z142μmPPZ。和反對(duì)稱分 量Af〇= 1. 328Z182μm卵Z。；
[0050] 3.如圖3所示，在選定的試重點(diǎn)Pi、Pz分別試加重mi= 16. 8Z30gZ。和π?2 = 16. 8Ζ120gΖ。，根據(jù)（3)式、（4)式將其分解為對(duì)稱分量叫1= 11. 9Ζ75gΖ。和反對(duì) 稱分量 1^=11.9Z345gZ。； 陽0川 4.模擬得到第一次試重后的振動(dòng)Ai= 19. 19Z152μπι卵Z。和B1= 13. 34Ζ134μπι卵Ζ。，并根據(jù)妨式、（6)式將其分解為對(duì)稱分量Α"= 16. 07Ζ144μπι卵Ζ。和反對(duì)稱分量Afi= 3. 85Ζ184μm卵Ζ。； 陽0巧 5.根據(jù)（7)式、做式