一種旋轉機械轉子雙平面彎矩動平衡方法技術

本發明專利技術公開了一種旋轉機械轉子雙平面彎矩動平衡方法，通過測試轉子旋轉過程中的彎矩來完成轉子雙平面的不平衡校正。本方法無需試重，可由所測彎矩直接計算出轉子雙平面上的不平衡力大小和相應角度；本方法是一種在線動平衡法，具有快捷、方便等特點，可實現旋轉機械轉子雙平面動平衡工藝批量化操作；本方法所要求掌握的轉子動平衡理論水平較低，適用于大部分技術人員。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
旋轉機械，如汽輪機、發電機、壓氣機、風機、泵等，是電力、石化、航空、冶金等行業的關鍵設備。振動是這些旋轉機械的“體溫計”，直接反映這些設備安全穩定運行狀況，而不平衡又是引起絕大多數振動的主要因素。因此，如何快速準確的校正旋轉機械轉子的動不平衡量，是人們一直關注的問題。根據轉子動力學理論，不管轉子上不平衡分布多么復雜，對于每一個不平衡力，都可以將其分解到兩個端面上，得到兩個端面上的不平衡力。在這兩個端面上分別加上大小相等、方向相反的平衡重量，即可消除該不平衡力。因此轉子動平衡只要在任選兩個平面上進行即可。總的來說，目前用于旋轉機械雙平面動平衡的方法主要有兩種。(I)測力平衡法。通過在轉子與支承軸承之間安裝測力傳感器，測量轉子旋轉過程中軸承的受力情況測量不平衡力的大小和方向。目前這種方法主要應用于各種動平衡機上，這種方法需要一套比較精密且靈敏的擺架系統，用于支撐被平衡轉子使之在不平衡力下發生振動。這套擺架系統包括支撐軸承、擺架和擺架座等部件。擺架系統的結構既要擺架能保證有足夠的剛度，也要保證有足夠的靈敏度。擺架系統的動力特性直接影響動平衡機的性能，因此其測量精度受到了一定的限制。(2)測振平衡法。該方法主要包括影響系數法和諧分量法。影響系數法是在支承轉子的軸承座水平和垂直方向均布置傳感器，測出軸承座處原始不平衡量的振動值。然后選擇一個加重面進行試加重并測量試加重后軸承座的振動位移，計算該平面加重的影響系數。接著通過相同方法計算另一個加重面的影響系數。根據所計算的影響系數矩陣來完成不平衡量的校正。而諧分量法的出發點是:對稱振動分量是由于一階形式的不平衡引起的，反對稱振動分量是由于二階形式的不平衡分布引起的，相互之間沒有干擾。如果在轉子上施加對稱形式配重，就可以消除一階形式的振動。如果施加反對稱形式配重，就可以消除二階形式的振動。轉子兩端支撐動力特性差異、對稱和反對稱分量的相互干擾等因素對諧分量法的準確性影響較大。測振平衡法需要至少需要一次試加重和一次精調才能完成動平衡的校正，且該方法對技術人員要求較高，需要較透徹的理解動平衡的相關概念和處理方法。
技術實現思路
本專利技術提供。為了解決上述技術問題，采用如下技術方案:，通過測試轉子旋轉過程中的彎矩來完成轉子雙平面的不平衡校正。上述的旋轉機械轉子雙平面彎矩動平衡方法，包括如下步驟:A、將待測轉子通過萬向節安裝在動平衡檢測臺架上；B、在動平衡檢測臺架的軸段上安裝渦流傳感器，將渦流傳感器對準鍵槽，測量轉速脈沖信號，以此作為多測點同步整周期采樣分析的基準；C、在動平衡檢測臺架的轉軸表面選擇兩個測量截面安裝彎矩測點，這兩個測量截面分別位于連接待測轉子的兩個萬向節與動平衡檢測臺架的兩個支承軸承之間，每個截面布置兩組彎矩測點，其中一組測點應和鍵槽處于同一條母線上，另一組測點位于順轉速方向和鍵槽成90°的位置；D、用電機帶動動平衡檢測臺架的轉軸在轉速η下旋轉，記錄旋轉過程中各組彎矩測點的彎矩值，分別記為:Mlx (t)，Mly (t)，M2x (t)，M2y (t)，其中，下標1、2代表測量截面編號，X, y代表兩組不同方向的彎矩；E、建立固定直角坐標系，該固定坐標系的y軸為渦流傳感器的布置方向，X軸為順轉速與鍵槽成90°的方向，將測量的旋轉過程中的彎矩轉換為固定坐標系下的彎矩值，記為M1- (t)，M1 ± (t)，M2-(t)，M2 ± (t)，其中，M1-代表第一個測量截面的彎矩在X軸方向的分量，M11代表第一個測量截面的彎矩在y軸方向的分量，M2_代表第二個測量截面的彎矩在X軸方向的分量，M21代表第二個測量截面的彎矩在y軸方向的分量；M1- (t) =Mlx.cos ω t+Mly.sin ω tM1 丄(t) =_Mlx.sin ω t+Mly.cos ω t(I)M2-(t) =M2x.cos ω t+M2y.sin cotM2 丄(t)=_M2x.sin ω t+M2y.cost式中，ω為轉子旋轉角速度，t為時間。F、計算兩個測量截面水平方向和垂直方向上的彎矩差AM_(t)，AM丄(t)；ΔM_(t) =M卜(t)-M2-(t) ΔM± (t) =M1 ± (t) -M2 ± (t)(2)G、根據兩個測量截面彎矩計算兩個測量截面水平方向和垂直方向的剪力Q1- (t)，Q2- (t)，Q1 ± (t)，Q2 ± (t)；(t) =M1^t)/I1Q1 ± (t)=M1± (t)/^ (3)Q2_ (t) = M2_(t)/12Q2± (t) = M2 ± (t)/l2式中，I1, I2為軸承支承力到測量截面的距離；H、計算兩個測量截面水平方向和垂直方向上的剪力差AQ_(t)，AQi⑴。AQ_(t)=Q1_(t)-Q2_(t) Δ Q ± (t) =Q1 ± (t) -Q2 ± (t)(4)1、根據兩個測量截面的彎矩曲線和剪力曲線計算矢量 AQnmxl,AMamx^ ;待測轉子的兩個平面，與編號為I的測量截面相應的為平面I，與編號為2的測量截面相應的為平面Π，假設在平面I和平面Π上，分別存在不平衡量g和€，其相位分別為91和θ2，在旋轉過程中，兩個測量截面的彎矩和剪力是由于不平衡量豆和@引起的，兩個測量截面的剪力差和彎矩差最大值分別記為Δβ11ΜΧ_,AOinaxl,ΔΜ，將這些矢量表示為極坐標形式為:權利要求1.，其特征在于:通過測試轉子旋轉過程中的彎矩來完成轉子雙平面的不平衡校正。2.如權利要求1所述的旋轉機械轉子雙平面彎矩動平衡方法，其特征在于:包括如下步驟: A、將待測轉子通過萬向節安裝在動平衡檢測臺架上； B、在動平衡檢測臺架的軸段上安裝渦流傳感器，將渦流傳感器對準鍵槽，測量轉速脈沖信號，以此作為多測點同步整周期采樣分析的基準； C、在動平衡檢測臺架的轉軸表面選擇兩個測量截面安裝彎矩測點，這兩個測量截面分別位于連接待測轉子的兩個萬向節與動平衡檢測臺架的兩個支承軸承之間，每個截面布置兩組彎矩測點，其中一組測點應和鍵槽處于同一條母線上，另一組測點位于順轉速方向和鍵槽成90°的位置； D、用電機帶動動平衡檢測臺架的轉軸在轉速η下旋轉，記錄旋轉過程中各組彎矩測點的彎矩值，分別記為:Mlx(t)，Mly(t)，M2x(t)，M2y(t)，其中，下標1、2代表測量截面編號，x,y代表兩組不同方向的彎矩； E、建立固定直角坐標系，該固定坐標系的y軸為渦流傳感器的布置方向，X軸為順轉速與鍵槽成90°的方向，將測量的旋轉過程中的彎矩轉換為固定坐標系下的彎矩值，記為M1- (t)，M1 丄 (t)，M2-(t)，M2丄 (t)，其中，M1-代表第一個測量截面的彎矩在X軸方向的分量，M1 丄代表第一個測量截面的彎矩在I軸方向的分量，M2_代表第二個測量截面的彎矩在X軸方向的分量，M21代表第二個測量截面的彎矩在y軸方向的分量；全文摘要本專利技術公開了，通過測試轉子旋轉過程中的彎矩來完成轉子雙平面的不平衡校正。本方法無需試重，可由所測彎矩直接計算出轉子雙平面上的不平衡力大小和相應角度；本方法是一種在線動平衡法，具有快捷、方便等特點，可實現旋轉機械轉子雙平面動平衡工藝批量化操作；本方法所要求掌握的轉子動平衡理論水平較低，適用于大部分技術人本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種旋轉機械轉子雙平面彎矩動平衡方法，其特征在于：通過測試轉子旋轉過程中的彎矩來完成轉子雙平面的不平衡校正。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張世東，楊建剛，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32