[发明专利]旋转机械动平衡的动刚度系数平衡方法及平衡装置

说明书

本发明提供一种旋转机械动平衡的动刚度系数平衡方法及平衡装置，属机械领域的旋转机械动平衡技术。    

  近代旋转机械动平衡的方法主要有两种，一种是振型平衡法，另一种是影响系数法，目前，改进的动平衡方法，叫做联合平衡法(UBA法)，是把上述两种方法结合起来，有振型影响系数法和振型圆法，其中振型圆法虽能较快地在极座标上找出‘高点’与‘重点’，使第一次试加重较为可靠，但在多支承系统，仍需几次试加重，几次开、停机。与本发明较接近的有1983年日本日立公司佐藤一男等人发表的专利：“旋转机械平衡的方法及其装置”中介绍了‘通过轴承支座的阻抗矩阵求出影响系数进行平衡的理论方法及其应用’；1985年清华大学唐锡宽在《ASME》(85-DET-120,7P)杂志发表的“通过计算与试验确定旋转机械系统中轴承座等效阻抗和影响系数”中介绍了‘用测定的刚度系数和阻尼系数来计算动态影响系数，然后再计算配重’的方法；他们共同特点是：所测量的振动状态量为轴振动量和轴承动反力，测点都在轴上，每个轴承处至少要放两个互成直角的测点。在多支承旋转机组的动平衡中它们的共同的缺点是：都需要多次试加重，平衡精度低，开、停机次数多。

本发明的目的是提供一种旋转机械动平衡的动刚度系数平衡方法及平衡装置，提高平衡计算的精度，使旋转机械(机组)开、停次数有效地减少到1-2次。

本发明提供的‘旋转机械动平衡的动刚度系数平衡方法’其测量和计算的基础是建立一个图1示出的，反映分布质量连续转子多跨支承在几个同一方位上的等效弹性阻尼支座模型，即转子一支承系统动力学模型，将转子一支承系统分割成两个子系统，即转子系统和支座系统，其分界面取在转子轴颈与支座轴瓦油膜接触面上，两个子系统分别建立自己的运动方程，其间由一对耦合力：轴承动反力R和支座动态力R′的

{R}=-{R′}-----(1)关系式相联系，用图2所示等效支座力学模型的振动矩阵方程：

[K_d]{X_s}={R′)---(2)计算支座动态力R′、支座精确等效动刚度系数K_d以及支座残余振动量X_s，其特点是：用这一等效弹性阻尼支承模型，代替了各向异性支座的四个刚度系数和四个阻尼系数的支座模型，它只需一个刚度系数和一个阻尼系数，因此，每个支座振动量X_s的测点只需一个，支座动态力R′的测点也只需一个，这两个测点必须放在过支承点的同一条径线上；各支座上的测点都要放在同一过轴线的平面上，即其方位角为φ；等效动刚度系数K_d在[1]对应于第V₁种运行负荷状况下，[2]在选定的ω_k转速下，[3]有确定的选定校正平面位置和数目m的情况下是一个常数。