[发明专利]一种旋转机械转子双平面弯矩动平衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转机械转子双平面弯矩动平衡方法。

背景技术

旋转机械，如汽轮机、发电机、压气机、风机、泵等，是电力、石化、航空、冶金等行业的关键设备。振动是这些旋转机械的“体温计”，直接反映这些设备安全稳定运行状况，而不平衡又是引起绝大多数振动的主要因素。因此，如何快速准确的校正旋转机械转子的动不平衡量，是人们一直关注的问题。根据转子动力学理论，不管转子上不平衡分布多么复杂，对于每一个不平衡力，都可以将其分解到两个端面上，得到两个端面上的不平衡力。在这两个端面上分别加上大小相等、方向相反的平衡重量，即可消除该不平衡力。因此转子动平衡只要在任选两个平面上进行即可。

总的来说，目前用于旋转机械双平面动平衡的方法主要有两种。（1）测力平衡法。通过在转子与支承轴承之间安装测力传感器，测量转子旋转过程中轴承的受力情况测量不平衡力的大小和方向。目前这种方法主要应用于各种动平衡机上，这种方法需要一套比较精密且灵敏的摆架系统，用于支撑被平衡转子使之在不平衡力下发生振动。这套摆架系统包括支撑轴承、摆架和摆架座等部件。摆架系统的结构既要摆架能保证有足够的刚度，也要保证有足够的灵敏度。摆架系统的动力特性直接影响动平衡机的性能，因此其测量精度受到了一定的限制。（2）测振平衡法。该方法主要包括影响系数法和谐分量法。影响系数法是在支承转子的轴承座水平和垂直方向均布置传感器，测出轴承座处原始不平衡量的振动值。然后选择一个加重面进行试加重并测量试加重后轴承座的振动位移，计算该平面加重的影响系数。接着通过相同方法计算另一个加重面的影响系数。根据所计算的影响系数矩阵来完成不平衡量的校正。而谐分量法的出发点是：对称振动分量是由于一阶形式的不平衡引起的，反对称振动分量是由于二阶形式的不平衡分布引起的，相互之间没有干扰。如果在转子上施加对称形式配重，就可以消除一阶形式的振动。如果施加反对称形式配重，就可以消除二阶形式的振动。转子两端支撑动力特性差异、对称和反对称分量的相互干扰等因素对谐分量法的准确性影响较大。测振平衡法需要至少需要一次试加重和一次精调才能完成动平衡的校正，且该方法对技术人员要求较高，需要较透彻的理解动平衡的相关概念和处理方法。

发明内容

本发明提供一种旋转机械转子双平面弯矩动平衡方法。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种旋转机械转子双平面弯矩动平衡方法，通过测试转子旋转过程中的弯矩来完成转子双平面的不平衡校正。

上述的旋转机械转子双平面弯矩动平衡方法，包括如下步骤：

A、将待测转子通过万向节安装在动平衡检测台架上；

B、在动平衡检测台架的轴段上安装涡流传感器，将涡流传感器对准键槽，测量转速脉冲信号，以此作为多测点同步整周期采样分析的基准；

C、在动平衡检测台架的转轴表面选择两个测量截面安装弯矩测点，这两个测量截面分别位于连接待测转子的两个万向节与动平衡检测台架的两个支承轴承之间，每个截面布置两组弯矩测点，其中一组测点应和键槽处于同一条母线上，另一组测点位于顺转速方向和键槽成90°的位置；

D、用电机带动动平衡检测台架的转轴在转速n下旋转，记录旋转过程中各组弯矩测点的弯矩值，分别记为：M_1x(t),M_1y(t),M_2x(t),M_2y(t)，其中，下标1、2代表测量截面编号，x,y代表两组不同方向的弯矩；

E、建立固定直角坐标系，该固定坐标系的y轴为涡流传感器的布置方向，x轴为顺转速与键槽成90°的方向，将测量的旋转过程中的弯矩转换为固定坐标系下的弯矩值，记为M_1-(t),M_1⊥(t),M_2-(t),M_2⊥(t)，其中，M_1-代表第一个测量截面的弯矩在x轴方向的分量，M_1⊥代表第一个测量截面的弯矩在y轴方向的分量，M_2-代表第二个测量截面的弯矩在x轴方向的分量，M_2⊥代表第二个测量截面的弯矩在y轴方向的分量；

M_1-(t)=M_1x·cosωt+M_1y·sinωt

M_1⊥(t)=-M_1x·sinωt+M_1y·cosωt      （1）