旋转体动平衡测试数显装置的毕业设计.doc

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1、旋转体动平衡测试数显装置的毕业设计1引言1.1选题的意义在机械设备中，旋转是一种很普遍的运动形式。日常见到的大部分机械都以转子作为工作的动力，如汽轮发电机组轴系、陀螺转子、风机、泵、压缩机等都以转子系统作为工作的主体。转子系统运行的平稳性决定机器运转时的可靠性，但机器运转时不产生振动是没有的，且不说制造安装工艺及环境条件等因素会引起转子系统不平衡振动，即使以上各方面都是很理想的，在一定条件下正确安装高精度的转子系统也会因为运行过程中磨损及负载冲击而产生较大的振动。振动过大危害极多直接造成机组事故，例如，汽轮机组高压端振动过大，可能

2、引起危及保安器运作而停机；损害机组零件，如造成轴瓦和轴承的紧固螺钉、联接管道、传动机构等部件损害；造成机组动静部分摩擦或咬合，导致机组发生严重损坏而被迫停机；过大的振动将会使各个部件之间的联接发生松动，削弱轴承座、基础台板和基础之间联接的刚性，甚至使基础松裂、建筑物共振，造成严重事故。研究表明，旋转机械产生振动的主要原因是由于转子具有不平衡的惯性力或惯性力矩，其在高速旋转机械中这一现象显得更为突出。由于结构材质、均匀以及制造安装误差等原因，转子中惯性主轴或多或少的偏离其旋转主轴。当转子转动时，转子各微元质量的离心惯性力所组成的力系

3、不是一个平衡力系，这种情况就称为转子具有不平衡。因此，研究本课题对提高校正转子的校正效率及校正精度，以及提高其自动化程度具有重要意义。1.2动平衡技术的发展动平衡技术是随着旋转机械的。发展而发展起来的在旋转机械发展初期，由于机器的工作转速低，对平衡精度的要求不高，只需对转子进行静平衡即可。随着机器工作转速的不断提高，对平衡的要求也日益严格。静平衡已经不再适应工业发展的需要，由此，动平衡技术开始产生、发展并日益成熟起来。动平衡机是动平衡技术的一个重要组成部分，其作用是测量并校正转子的不平衡[1]。第一台动平衡机的出现至今已有一百多年

4、的历史，而动平衡的迅速发展主要还近几十年的事。二十世纪四十年代，平衡工序一般在纯机械式的动平衡设备上进行，用千分表观测振幅以估算不平衡量的幅值，用机械系统谐振方法判断不平衡相位。但是上述测量方法不能准确得到不平衡量的幅值和相位。从二十世纪五十年代开始，随着电子测量技术迅速发展，动平衡机的电子测量系统逐渐取代了机械测量系统。从国外的平衡机发展过程来看，德国的平衡机制造业历史悠久，一直处于领先地位。我国对平衡机的研制和开发是从1958年开始的，平衡机制造业取得了迅速发展。目前，国内的平衡机产品均已达到系列化生产，平衡机标准已全部采用国

5、际标准，这都标志着国内的平衡机制造业已接近国际先进水平。根据国家试验机质检中心的检测结果，国产平衡机的两项技术指标(即最小可达剩余不平衡量Umar和不平衡量减少率URR）与国际先进水平已很接近。随着旋转机械转速的不断提高，对平衡技术的要求也越来越高，因此，新的技术不断产生，微机控制的窄带自动跟踪数字滤波等技术已经成功的应用于动平衡机测试系统。近年来，智能化动平衡测试系统已经成为研究和发展点。2总体方案设计2.1动平衡测试系统由转子平衡的力学原理可知，要平衡一个转子必须测量出它在预先选定的校平面的不平衡量的大小和相位，然后用加、减重

6、量的方法进行校正，使转子达到衡。其测量原理是利用转子在旋转过程中，由于不平衡所产生的离心力引起平衡摆架系统振动，通过传感器将此机械振动量变成电信号，然后经过滤波放大、平面分离、定标等过程，最后在仪器上显示出不平衡量的大小和相位。测试系统从传感器得到的电信号，由于不可避免的机械干扰，除了不平衡量起的主振动以外，还包含各种干扰信号[2]。特别在不平衡量比较小的情况下，杂乱干扰信号比主信号还要强。因此，要想从这些干扰信号中将微弱的不平衡信号精确的提取出来，所设计的测量系统必须具有优良的选频滤波性能。此外，为了提高平衡精度，还要求测量系统

7、具有足够的灵敏度，以便把微小的不平衡量值测量出来。但是，高灵敏度和稳定性在一定程度上是相互牵制的。在测试系统设计和调试中必须保持系统长期稳定工作的前提下，使其具有高的灵敏度。同时测试系统还要足调整方便，显示直观等要求。2.2电力拖动系统由原动机带动生产机械运转称为拖动。以电动机为原动机的拖动方式称为电力拖动。电力拖动系统是当前各种拖动方式中最主要的拖动方式。一方面，是因为电能的生产、输送和分配比较方便，电动机的种类和规格很多，性能各异，可以充分的满足各类生产的需要；另一方面电机易于控制，便于实现自动化。有的生产机械电动机与工作机构

8、可以采用同轴连接，直接拖动，这种系统称为单轴电力拖动系统，简称单轴系统。有的生产机构或因其转速与电动机的转速不同，或因其运动形式不一而需要在电动机与工作机构之间增加传动机构，例如齿轮箱和蜗轮、蜗杆等，这种系统称为多轴电力拖动系统，简称多轴系统。简单