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高速柔性转子离线动平衡方法研究

高速柔性转子离线动平衡方法研究

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作者：张春光沈阳工业大学

学位级别：硕士

动平衡是转子加工制造过程中非常重要的步骤。经过长时间发展,按动平衡过程在转子生产到应用中所处的时间位置,分为离线动平衡,在转子加工生产时进行动平衡;现场动平衡,在产品装配完成后对转子进行动平衡;在线动平衡,在转子运行过程中... 详细信息

动平衡是转子加工制造过程中非常重要的步骤。经过长时间发展,按动平衡过程在转子生产到应用中所处的时间位置,分为离线动平衡,在转子加工生产时进行动平衡;现场动平衡,在产品装配完成后对转子进行动平衡;在线动平衡,在转子运行过程中进行动平衡。三类动平衡分别对应去除转子自身的不平衡、装配时带来的不平衡、运行过程中产生的不平衡。三种动平衡步骤中前面的残余不平衡量会加大后面步骤的难度。传统离线动平衡在转子上确定若干个平衡平面,通过在平衡平面上引入新的偏心质量来抑制转子整体振动幅度。这种方法对于长径比较小、刚度较大的转子有很好的平衡效果。随着转子向高转速、高长径比发展,转子离线动平衡时需要多个平衡平面,计算多个平衡平面上所需的配重,需要多次试重测量,动平衡过程复杂平衡效率低。文中提出一种新的离线动平衡方法。通过轴向连续测量转子振动位移与相位,获得转子全轴长的振动信息,设计循环迭代程序逆求解得到转子全轴长的偏心质量。文中对三种不同偏心质量分布情况进行了逆求解计算的仿真分析。有限元软件参与逆求解计算过程,得出的偏心质量是节点偏心质量。连续平衡过程中需要将节点偏心质量转换成连续偏心质量。并按转子可加工表面与不可加工表面进行区分,做出相应调整。对于存在不可加工表面的转子,文中通过计算残余偏心质量,在于原始偏心质量做差的方式得出动平所需去除量。最后设计实验台,对提出的离线动平衡方法进行实验验证。沿转子轴向将转子划分为100个节点,在每个节点位置上通过激光位移传感器检测转子振动,同时记录转子相位。分别进行添加配重、无配重的振动测量实验,进行数据处理,比较两组数据中每个节点振动位移形成的正弦曲线的振幅、相位的区别,验证提出的离线动平衡方法的可行性。

关键词：离线动平衡逆求解计算高速柔性转子迭代仿真计算

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