[发明专利]柔性转子的双面瞬态平衡方法

摘要

本发明涉及一种柔性转子的动平衡方法，其可用于旋转机械的平衡和减振领域。其技术特征在于：以柔性转子加速启动过程中的瞬态不平衡响应为基础，在转子前两阶临界区内，通过在两端轴承附近采集到的瞬态不平衡响应数据可快速识别出转子的一、二阶模态不平衡所在的方位角；然后，结合转子的模态知识，通过一次加试重组起车，可同时实现转子前两阶模态的平衡。利用本发明提出的平衡方法，通过不平衡加速瞬态响应信息可以高效、可靠地实现柔性转子的平衡。平衡过程需要的起车次数少，平衡精度高。和传统的平衡方法相比，该平衡方法具有快捷、高效的特点。

主权项

1.一种柔性转子的双面瞬态平衡方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采集转子在初始不平衡下以某一恒定角加速度通过前两阶临界区时的瞬态响应数据：键相信号数据p(t)、转子左端轴承附近测点的振动位移数据x_l(t)，y_l(t)以及转子右端轴承附近测点的振动位移数据x_r(t)，y_r(t)；步骤2：计算转子左端轴承测点的动挠度信号rl(t)=(xl(t))2+(yl(t))2]]>和转子右端轴承测点的动挠度信号rr(t)=(xr(t))2+(yr(t))2;]]>然后通过低通滤波，对动挠度信号进行平滑处理；步骤3：在任意不同的连续2k+1个键相信号脉冲间计算出50个加速度a₀值，然后将它们进行平均得到转子的最终角加速度值a；所述角加速度a0=2Φ(t1-t2)t1t2(t1+t2);]]>其中，Φ＝2kπ，k为任意自然数；t₁为连续的k+1个键相信号脉冲之间的时间段，t₂为紧随t₁之后的连续k+1个键相信号脉冲之间的时间段；步骤4：根据动挠度信号r_l(t)和r_r(t)确定转子的方位角：一阶模态不平衡在左端轴承测点处的方位角αl1=12a(tl12-tlp12)-ψ(tl1)]]>和右端轴承测点处的方位角αr1=12a(tr12-trp12)-ψ(tr1),]]>二阶模态不平衡在左端轴承测点处的方位角αl2=12a(tl22-tlp22)-ψ(tl2)]]>和右端轴承测点处的方位角αr2=12a(tr22-trp22)-ψ(tr2);]]>其中：t_l1为动挠度r_l(t)在一阶临界区内波动的极小值时刻，ψ(t_l1)为t_l1时刻转子进动角，t_lp1为t_l1时刻前紧邻键相信号脉冲的时刻，t_r1为动挠度r_r(t)在一阶临界区内波动极小值的时刻，ψ(t_r1)为t_r1时刻转子进动角，t_rp1为t_r1时刻前紧邻的键相信号脉冲的时刻，t_l2为动挠度r_l(t)在二阶临界区内波动极小值的时刻，ψ(t_l2)为t_l2时刻转子进动角，t_lp2为t_l2时刻前紧邻的键相信号脉冲的时刻；t_r2为动挠度r_r(t)在二阶临界区内波动极小值的时刻，ψ(t_r2)为t_r2时刻转子进动角，t_rp2为t_r2时刻前紧邻的键相信号脉冲的时刻；所述的进动角ψ(tl1)=tan-1[yl(tl1)xl(tl1)]+2nπ,]]>所述的ψ(tr1)=tan-1[yr(tr1)xr(tr1)]+2nπ,]]>所述的ψ(tl2)=tan-1[yl(tl2)xl(tl2)]+2nπ,]]>所述的ψ(tr2)=tan-1[yr(tr2)xr(tr2)]+2nπ,]]>其中：n＝0或1且取值应保证ψ∈[0 2π]；步骤5：确定平衡试重组Uleiθl=λ1U12ei(π+αl1)+λ2U22ei(π+αl2),Ureiθr=U12ei(π+αr1)+U22ei(π+αr2)]]>其中，λ1=|φ2(s2)||φ2(s1)|,]]>λ2=|φ1(s2)||φ1(s1)|,]]>φ₁(s)，φ₂(s)分别为转子的一、二阶振型函数，s₁和s₂分别为转子两加重面的轴向坐标；U₁₂和U₂₂分别为一、二阶模态平衡试重组大小的参考值，其取值方法采用影响系数法或模态平衡法中平衡试重法；步骤6：将平衡试重组加于转子上，以同一加速度a再次启动转子，确定平衡配重组U0leiθ0l=U0l1ei(π+αl1)+U0l2ei(π+αl2),U0reiθ0r=U0r1ei(π+αr1)+U0r2ei(π+αr2)]]>所述U0l1=λ1U12r0l1r0l1-rl1,]]>U0r1=U12r0r1r0r1-rr1,]]>U0l2=λ2U22r0l2r0l2-rl2,]]>U0r2=U22r0r2r0r2-rr2;]]>其中：r_0l1，r_l1分别为加试重前、后左端轴承测量面处的动挠度在一阶临界区内的最大值，r_0r1，r_r1分别为加试重前、后右端轴承测量面处的动挠度在一阶临界区内的最大值，r_0l2，r_l2分别为加试重前、后左端轴承测量面处的动挠度在二阶临界区内的最大值，r_0r2，r_r2分别为加试重前、后右端轴承测量面处的动挠度在二阶临界区内的最大值。