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虚拟动平衡法实现在线转子动平衡的研究

作　者: 石薇薇
导　师: 江志农
学　校: 北京化工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 旋转机械现场动平衡有限元数值分析轴承参数
分类号: TH113
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 152次
引　用: 1次
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内容摘要

化工、石油等行业都离不开大型旋转机械,随着现代机器转速越来越高,转子平衡问题成为急待解决的主要问题。在几代学者的不断研发过程中,实现转子动平衡的方法越来越多样化并且完善化。本文提出了通过虚拟动平衡的方法来实现现场转子系统动平衡。其具体过程为首先对转子系统进行有限元实体建模,分析其转子动力学特性,进而在其平衡平面上施加定量的虚拟不平衡量,通过有限元转子动力学软件对其进行不平衡响应计算,从中求得轴承处的振动相位对于平衡平面处虚拟不平衡量的相位的滞后角度,从而确定实际转子所需要配重的相位。结合虚拟不平衡量的大小,通过测得的振动幅值与软件计算出的振动幅值之间的比例关系确定所需配重的大小。并通过转子系统实验台验证方法的正确性。最后对一个实际转子系统进行整体的虚拟动平衡过程,并取得了较为理想的成果。通过实验研究和现场平衡实践证明了该方法可以在未加试重的情况下,有效地实现了转子的平衡,成功地节约了现场动平衡过程中的成本和时间。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-22
  1.1 论文选题的背景及意义  10
  1.2 文献综述部分  10-20
    1.2.1 转子动力学的沿革及现状  10-13
    1.2.2 转子系统平衡技术的开发及应用  13-19
      1.2.2.1 离线平衡方法  14-16
      1.2.2.2 在线自动平衡方法  16-19
      1.2.2.3 虚拟动平衡  19
    1.2.3 小结  19-20
  1.3 本文主要研究内容  20
  1.6 所面临的问题  20-22
第二章简单转子系统动力学分析及虚拟动平衡原理  22-34
  2.1 转子系统不平衡状况概述  22
  2.2 Jeffcott转子系统模型  22-32
    2.2.1 两个自由度的转子系统  22-25
      2.2.1.1 刚性轴承上的柔性转子系统  22-24
      2.2.1.2 柔性轴承的刚性转子系统  24-25
    2.2.2 平移运动  25-26
    2.2.3 转子系统固有频率及临界转速  26-32
  2.3 柔性转子平衡的影响系数法  32
  2.4 转子系统无试重平衡原理  32-34
第三章离心泵转子系统的软件分析  34-44
  3.1 引言  34
  3.2 无阻尼临界转速分析  34-38
    3.2.1 建立泵模型  34-35
    3.2.2 临界速度分析  35-36
    3.2.3 一阶转速的应变能量分布  36-37
    3.2.4 无密封时的临界速度图  37
    3.2.5 有密封时的泵体模型  37-38
    3.2.6 具有密封的临界转速图  38
  3.3. 阻尼复特征值分析  38-42
    3.3.1 具有密封和叶轮惯性矩的泵体模型  38-39
    3.3.2 密封刚度和阻尼具体规格  39
    3.3.3 动力分析选项(旋转速率和稳定性分析)  39-40
    3.3.4 后处理选项(旋转速率和稳定性分析)  40
    3.3.5 空间多阶形状  40-42
  3.4 分析结论  42
  3.5 本章小结  42-44
第四章实验验证虚拟动平衡法的可行性及实际应用  44-54
  4.1 引言  44
  4.2 转子动力学软件分析  44-49
    4.2.1 转子系统模型的建立  44-45
    4.2.2 轴承性能分析  45
    4.2.3 临界转速的分析  45-47
    4.2.4 实验测量原始振动  47
    4.2.5 有限元数值模拟计算  47
    4.2.6 施加配重后效果  47-49
    4.2.7 小结  49
  4.3 离心式氨气压缩机的实际工程应用  49-52
  4.4 本章小结  52-54
第五章结论  54-56
参考文献  56-58
致谢  58-62
作者和导师简介  62-63
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  63-64

虚拟动平衡法实现在线转子动平衡的研究

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