单面立式平衡机的不平衡叠加效应实验研究

作     者：李皓月 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王秋晓

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：额外不平衡量 振动系统 质心合成 叠加效应 误差分析 

摘      要：伴随着旋转机械的发展,对于平衡机平衡精度的要求越来越高,减小误差成为了未来动平衡机的发展趋势,对于旋转机械而言,必定伴随着系统的振动,质量不平衡是造成系统振动根本原因,旋转机械在工作过程中出现振动可能会对设备造成损坏,降低运行效率,甚至更严重的危害。对于存在不平衡的转子,需要对其进行平衡处理,目前减少转子不平衡振动的方法主要采用加重或去重,来抵消因转子不平衡量产生的离心力。现阶段,对盘类零件(如齿轮、汽车飞轮等)等长径比小于1/5的转子,进行动平衡时还存在问题,在将已经进行动平衡处理后的标准转子安装在平衡主轴系统上进行检测时,会出现一个额外的大小与相位不变的不平衡量,对其原因进行探究。用硬支撑单面立式动平衡机在对不同质量、不同尺寸工件转子进行动平衡测量时,会发现存在一个与理论值不匹配的额外不平衡量,传统方法难以给出合理的解释,分析表明是其忽略了摆架系统和转子合成质心的变化,即不平衡叠加效应会影响测量的准确性。对单面立式平衡机振动摆架进行了有限元模态分析及刚度分析,研究了转子和摆架系统质量偏心引起的质心运动方程,并通过质心位置得到振动中心位置。提出了不平衡叠加效应与额外不平衡量的概念。分析了不平衡叠加效应对振动簧板的扭转刚度影响,推导了合成系统的叠加不平衡量公式,分析了转子质量和转子安装高度对此额外不平衡量的影响,根据实验数据进行了误差对比分析,验证了该额外不平衡量与转子质量和转子安装高度的关系,阐明了此额外不平衡量的来源。