撓性轉(zhuǎn)子動平衡測試系統(tǒng)研究.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障中,轉(zhuǎn)子的不平衡故障是最常見的,不平衡的轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時會產(chǎn)生振動和噪聲,噪聲會破壞工業(yè)環(huán)境,而振動會加速軸承等機(jī)械構(gòu)件的磨損,嚴(yán)重時則會引發(fā)工業(yè)事故,造成人員傷亡。早期的動平衡主要集中于低速運(yùn)行的剛性轉(zhuǎn)子,而隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作轉(zhuǎn)速的不斷提高,撓性轉(zhuǎn)子的應(yīng)用越來越廣泛,剛性轉(zhuǎn)子動平衡測試?yán)碚撆c系統(tǒng)已經(jīng)不再滿足需求,因此對撓性轉(zhuǎn)子動平衡理論進(jìn)行研究和開發(fā)出撓性轉(zhuǎn)子動平衡測試系統(tǒng)具有重要的理論意義和工程價值。

2、　　本文首先對撓性轉(zhuǎn)子動平衡理論進(jìn)行了介紹,在轉(zhuǎn)子動平衡中,振動信號的降噪處理是關(guān)鍵的步驟。針對轉(zhuǎn)子振動信號的去噪,提出了將偏微分方程(PDE)用于振動信號的去噪,對已有的一維PDE去噪算法進(jìn)行了改進(jìn),提出了偏微分方程去噪的快速算法,縮短了算法的計算時間。同時實現(xiàn)了高階PDE去噪的算法,歸納總結(jié)出了一維PDE去噪的統(tǒng)一模型,探討了偏微分方程去噪的特點(diǎn)和優(yōu)勢,PDE去噪在振動信號去噪中能夠取得很好的效果;針對動平衡過程中基頻信號幅值和相位

3、的準(zhǔn)確獲取問題,介紹了基于FFT和互相關(guān)函數(shù)法的基頻幅值和相位的獲取,提出了將準(zhǔn)則用于互相關(guān)函數(shù)法提取基頻振幅和相位過程中的誤差處理,基于準(zhǔn)則的互相關(guān)函數(shù)基頻提取方法,從復(fù)雜的振動信號中準(zhǔn)確地提取出了基頻的振幅和相位。對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行建模分析,求取轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速和模態(tài)振型,是轉(zhuǎn)子模態(tài)平衡法必要的步驟;同時,了解轉(zhuǎn)子的動力特性對于采用影響系數(shù)法進(jìn)行動平衡也具有指導(dǎo)意義。本文分別采用傳遞矩陣法和有限元法對轉(zhuǎn)子進(jìn)行了建模、臨界轉(zhuǎn)速和模態(tài)振型

4、的分析,同時實現(xiàn)了ANSYS對轉(zhuǎn)子動力學(xué)的分析,解決了對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子自己編寫程序建模困難的問題。
　　以LabVIEW為軟件平臺,同時結(jié)合NI公司的數(shù)據(jù)采集卡硬件平臺,開發(fā)了轉(zhuǎn)子動平衡測試系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)D(zhuǎn)子進(jìn)行振動測試分析,識別出轉(zhuǎn)子的不平衡故障,能采用影響系數(shù)法、模態(tài)平衡法等多種平衡方法對撓性轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡。同時,以實驗室的轉(zhuǎn)子試驗臺為對象,進(jìn)行了轉(zhuǎn)子的振動測試分析,采用不同的動平衡方法對撓性轉(zhuǎn)子進(jìn)行了平衡,取得了滿意的效