[发明专利]一种基于等效初相矢的各向异性转子全息动平衡方法

摘要

本发明公开了一种基于等效初相矢的各向异性转子全息动平衡方法，以全息谱理论为基础，考虑了两个方向的振动数据，并将之进行数据融合，能完整表述各向异性特征，利于平衡故障诊断；并进一步，利用角动量守恒的原则，将全息谱椭圆转换为等效转频圆，提出了以等效初相矢作为失衡振动表征量，满足了精细平衡的需求。通过该等效初相矢，能够消除各向异性造成的传统初相矢在描述不平衡量幅值及相位时的缺陷，精确表征失衡特征，真实反映转子空间动态特性。因此，本发明提出的基于等效初相矢的全息动平衡方法有利于提高现场动平衡的精度与效率，有效延长旋转机械的运行精度和使用寿命。

主权项

一种基于等效初相矢的各向异性转子全息动平衡方法，其特征在于，以等效初相矢EIPV作为失衡振动表征量，对于失衡状态下各向异性转子的平衡步骤如下：1）选择振动信号测量面和鉴相信号测量面后，启动转子，采集转子平衡转速下测量截面相互垂直方向上的两路原始振动信号；2）利用鉴相标志作为相位基准，提取两路振动信号的工频成分，进行频谱分析并提取工频振动，根据全息谱技术构造转频椭圆；3）将全息谱椭圆转换为等效转频圆，根据全息谱椭圆的长半轴a和短半轴b，计算出等效转频圆的半径r0，并以此为与原始不平衡U0状态所对应的初始等效初相矢EIPV0的幅值；4）根据等效转频圆半径调整转频椭圆方程，获得等效初相矢的相位∠EIPV0，结合，r0得到初始等效初相矢：EIPV0=r0∠EIPV0；5）在转子上设置配重面，根据转子振动情况确定配重面上加试重的大小与方向，加试重WT之后再次按照步骤1）～3）操作，获得转子加试重之后的不平衡响应，并计算添加试重后等效转频圆半径r1；6）将试重前后的转子的转频椭圆初相矢IPV0、IPV1分别按照角动量守恒原则转化至等效转频圆上，并基于此计算等效转频圆上的不平衡量角度变化Δγ；7）根据加试重后等效转频圆半径r1和不平衡量角度变化Δγ得到加试重后等效初相矢EIPV1，其幅值为r1，相位为∠EIPV0+Δγ；8）根据矢量反馈平衡的原理，计算得到转子的原始不平衡量U0，卸载试重WT，添加配重WC=‑U0；9）测试加配重后的转子振动数据，若转子振动满足平衡要求，则转子平衡操作完成；若不满足平衡要求则进一步判断不平衡是否为引起振动的主导 因素，若是则重复步骤1）～8），进行精细平衡直至转子振动满足平衡要求。