撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)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(jiàn)的,不平衡的轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,噪聲會(huì)破壞工業(yè)環(huán)境,而振動(dòng)會(huì)加速軸承等機(jī)械構(gòu)件的磨損,嚴(yán)重時(shí)則會(huì)引發(fā)工業(yè)事故,造成人員傷亡。早期的動(dòng)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(lái)越廣泛,剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)試?yán)碚撆c系統(tǒng)已經(jīng)不再滿足需求,因此對(duì)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡理論進(jìn)行研究和開發(fā)出撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)具有重要的理論意義和工程價(jià)值。

2、　　本文首先對(duì)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡理論進(jìn)行了介紹,在轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡中,振動(dòng)信號(hào)的降噪處理是關(guān)鍵的步驟。針對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)的去噪,提出了將偏微分方程(PDE)用于振動(dòng)信號(hào)的去噪,對(duì)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(jì)算時(shí)間。同時(shí)實(shí)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(shì),PDE去噪在振動(dòng)信號(hào)去噪中能夠取得很好的效果;針對(duì)動(dòng)平衡過(guò)程中基頻信號(hào)幅值和相位

3、的準(zhǔn)確獲取問(wèn)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(guò)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(dòng)信號(hào)中準(zhǔn)確地提取出了基頻的振幅和相位。對(duì)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(shí),了解轉(zhuǎn)子的動(dòng)力特性對(duì)于采用影響系數(shù)法進(jìn)行動(dòng)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(duì)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(shí)實(shí)現(xiàn)了ANSYS對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的分析,解決了對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子自己編寫程序建模困難的問(wèn)題。
　　以LabVIEW為軟件平臺(tái),同時(shí)結(jié)合NI公司的數(shù)據(jù)采集卡硬件平臺(tái),開發(fā)了轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)D(zhuǎn)子進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試分析,識(shí)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(duì)撓性轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡。同時(shí),以實(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)為對(duì)象,進(jìn)行了轉(zhuǎn)子的振動(dòng)測(cè)試分析,采用不同的動(dòng)平衡方法對(duì)撓性轉(zhuǎn)子進(jìn)行了平衡,取得了滿意的效