基于基础加速度响应的刚性转子在线双面动平衡有限元仿真研究.pdf

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1、基于基础加速度响应的刚性转子在线双面动平衡有限元仿真研究王玉龙，周瑾，郭勤涛(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)FEMSimulationofOnlineTwo——planeBalancingofRigidRotorBasedonAcceleratingUnbalancingResponseontheBasisWANGYulong，ZHOUJin，GUOQin—tao(CollegeofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)摘要：根据影响系数

2、法，结合PatranNastransponse；two—planebalancing；FEMsimulation有限元软件及Matlab汇编程序，实现了基于基础加速度响应信号的刚性转子在线双面动平衡有限元仿0引言真。将不同参数分析结果误差做比较。确定了从基础测量振动加速度信号，并精确求解补偿质量的方不平衡是旋转机械最常见的故障原因，占故障法。一些设备不便于直接在线测量轴承处振动信总数的75以上uJ。引起不平衡的因素很多，减号，利用此方法可直接测量基础上振动信号，求解平小不平衡质量能有效地降低振幅]。动平衡机能有衡配重。效地减小不平衡质量，但需要将旋转机械的转子拆关键词：基础；不平衡加速度响应

3、；在线双面动卸，并安装到动平衡机上，才能实现动平衡。双面影平衡；有限元仿真响系数法在线动平衡可避免转子拆卸，是大型转子中图分类号：TH133安装调试过程中的重要步骤。双面影响系数法至少文献标识码：A需要2次配重，而且配重的大小需要凭借经验进行文章编号：1001—2257(2Ol1)03—0003—04确定，因此，平衡费用较高]。通过在转子有限元Abstract：Basedoninfluencecoefficientmeth—模型上施加虚拟不平衡量进行不平衡响应分析，替od，thispaperpresentsanewwaytobalancearigid代现场实际中动平衡时的试重启车，实现在工程

4、实rotorwithacceleratingunbalancingresponseonthe际中一次启车并且取得较好的平衡精度]。有限元basis．Wecomparetheerroroftheresultsfromdif—数值计算的精度，直接决定了工程中的平衡精度。ferentparameters．Andthen，amethodofcatculat—一些转子结构较复杂，测量轴承处的振动信号较困ingthequantityofcompensatorymassisconfirmed难，工程中常测量基础振动信号，分析确定平衡方案。tobecorrectwhichisbasedonaccelerat

5、ingunbal—ancingresponseonthebasis．Itisdifficulttomeas—1转子不平衡瞬态响应及信号处理uretheunbalancingresponseonthebearingof1．1转子不平衡响应分析someclosedmechanicalsystem．Withthismethod，wecanmeasuretheunbalancingresponseonthe根据双面影响系数法原理，要确定平衡方案，必basisandworkoutthequantityofcompensatory须先获得不平衡转子两端原始振动信号及2次加配重后振动信号的幅值和相位。因此

6、，仿真过程中，必maSS．须对转子模型做3次不平衡瞬态响应分析。Keywords：basis；acceleratingunbalanceingre一选择软支撑动平衡机校准转子作为分析对象，收稿日期：2O10—11—09在有限元软件Patran中建立转子有限元模型，如图基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075200)；南京航空航天大学基本科研业务费专项科研资助项目(NS2010148)1所示。《机械与电子320ll(3)·3·于基础加速度响应的刚性转子在线双舍三v∞●g宕j四蛏(a)转子几何模型f／Hz图3A端振动加速度信号幅频图由幅频图可知，不平衡力激起各频率下的振幅，用Matlab编

7、写滤波程序，对该信号进行滤波得到滤(b)转子有限兀模型图1转子几何模型及有限元模型波后信号的幅频图，如图4所示。转子有限元模型中，节点4和节点24处以刚0度10N／m的弹簧支撑模拟动平衡机竖向支撑，以茜三刚度10N／m的弹簧支撑模拟动平衡机的水平支∞撑。节点9和节点19为转子螺纹孔位置，即用于增●目吕加配重的平衡面位置。设转子左端为A端，右端为j四B端。在任意节点处增加一个不平衡质量，在20Hz转速下分析转子