张志新[1]2001年在《微速差双转子系统智能化整机动平衡仪的开发与研究》文中指出微速差双转子系统的不平衡振动信号是个拍振，如何从复杂的拍振信号中，分离出内、外转子各自的不平衡量，一直是该类转子动平衡的难点。本文深入研究了微速差双转子系统不解拍整机动平衡原理和方法；详细讨论了智能化双转子动平衡仪的软、硬件开发；并用开发成功的双转子动平衡仪对WL-350型卧螺离心机进行了动平衡实验。通过本课题的研究，取得了以下一些具有创造性的成果： 1．研究发现微速差双转子系统内、外转子不平衡量之间的相互影响很小，因此可以对内转子两次试重，从左右轴承座上获得4个对应于内转子振动值；对外转子两次试重，从左右轴承座上获得4个对应于外转子振动值，即通过四次试重，获得8个振动值，8个影响系数，就可解决该类转子的动平衡问题。8影响系数法使该类转子的动平衡问题得到了简化，又能保证获得足够的动平衡精度，具有十分重要的工程价值。 2．本文从不解拍整机动平衡原理出发，在详细讨论基准信号、拍振信号的提取；转速的测量；拍峰、拍谷的捕捉：不平衡相位的求法、特殊相位角的处理；内、外转子幅值的确定等关键问题的基础上，应用信号处理技术和单片机技术研制成功国内第一台性能稳定、操作简单、成本低廉且平衡速度快，平衡精度高的便携式微速差双转子现场整机智能动平衡仪。该仪器已在实际双转子机组上进行了整机动平衡，取得了十分满意的效果。 3．提出并成功的实践了内、外转子同时平衡的方法。内、外转子同时配重平衡法只需要开机3次(第一次测量原始振动：第二次对内、外转子同时加左试重并测振动；第叁次对内、外转子同时加右试重并测试重)即可同时完成内、外转子的平衡，而内、外转子单独平衡需开机6次。实践证明该法开机次数少，平衡效率高，具有十分重要的工程应用价值。 4．针对目前在役卧螺离心机的内转子没有预留可装拆的配重处的问题，本文提出了在外转子上试重进行平衡再换算到内转子校正面上的平衡方法，此方法在理论上已得到充分的论证，在可行性方面已得到了有关企业高级技术人员的认可。
张志新, 金涛, 陈爱萍[2]2003年在《便携式微速差双转子系统智能化整机动平衡仪的开发与研究》文中认为微速差双转子系统整机动平衡的关键是如何从复杂的拍振信号中分离出内、外转子各自的不平衡分量。在介绍不解拍分离内、外转子不平衡信号方法的基础上,围绕提高幅值和相位的测量精度,从系统的硬件设计、拍振信号的提取、拍峰与拍谷的捕捉、相位的求法等几个方面,详细论述便携式微速差双转子系统智能化整机平衡仪的软、硬件设计。用开发成功的仪器对WL-350型卧螺离心机进行平衡试验,取得了十分满意的效果,证明仪器设计的方案是正确、可行的。
周保堂, 贺世正, 张志新, 严利华[3]2001年在《微速差双转子系统智能化整机平衡新原理及方法研究》文中研究说明论述了微速差双转子系统整机平衡的新原理和方法 ,按此方法 ,微速差双转子系统的复合振动信号可以分解为两个转子各自的振动信号 ,每一只转子可按各自的振动信号分别进行平衡 .研制一种能对微速差双转子系统实现快速、高精度平衡的仪器 ,并详细介绍了仪器的硬件和软件设计 .通过对双转子系统平衡的实例 ,说明了此方法对于提高此类转子系统的平衡精度和产品质量是非常有效的
钟越波[4]2010年在《测幅整机动平衡方法及仪器研究》文中研究表明不平衡振动是困扰旋转机械正常工作的主要因素,在工业上常常采用测相测幅的整机动平衡方法,通过测得转子键相信号及振动信号来计算不平衡量的大小与相位,该法开机次数少,平衡精度高。而以大型轴流风机为代表的旋转机械,由于转子结构上的限制,在现场测试时往往难以获取测相测幅整机动平衡方法所需的键相信号。本文深入研究整机动平衡原理,提出了一种仅需测得振动幅值来提取不平衡量大小与相位的整机动平衡方法,研制出一套基于此法可应用于现场测试的整机动平衡仪器,并在4-72型离心式风机及转子动平衡试验台上进行动平衡实验,取得了良好的平衡效果。通过本课题的研究,取得了以下阶段性的成果:1.提出了一种不平衡振幅有效识别方法,该法首先对原始振动信号进行二重自相关运算,准确获取转子的工作转速,并以得到的工作转速构造正弦与余弦信号,分别与原始振动信号及试加重后的振动信号互相关,根据傅立叶级数的正交性,抑制了异频及噪音分量,从复杂的振动信号中提取出不平衡振动幅值。2.测幅整机动平衡方法的研究,该法首先有效识别出原始不平衡振幅及叁次试加重不平衡振幅,通过识别得到的幅值利用叁点法算式求得不平衡量的大小与相位。3.研制开发了一套基于STC12C5410AD单片机的测幅整机动平衡仪器。重点阐述了振动信号低通滤波、差分放大、自动量程、信号偏置等信号预处理电路设计,键盘与液晶等人机交互模块的实现,以及测幅整机动平衡方法及仪器所需实现功能的软件编制。4.在4-72型离心式风机和转子动平衡试验台上对研制的仪器进行动平衡实验,取得了良好的效果。并与基于有效值算法的CUT-62测振仪和基于测相测幅整机动平衡原理的PCDB-1型笔记本动平衡仪作对比实验,实验结果表明,本仪器在复杂振动信号中提取不平衡量的能力高于CUT-62测振仪,基本达到了PCDB-1型笔记本动平衡仪的平衡效果。
贺世正, 周保堂, 严利华[5]1999年在《微速差双转子整机动平衡仪的开发与研究》文中指出在分析了微速差双转子系统信号特性的基础上，开发了一套便携式智能化单双转子整机现场动平衡仪，包括模拟信号处理，微处理器的硬件系统和智能信号数字处理的软件系统。该仪器实现信号跟踪滤波，信号自动处理，结果自动输出等功能。仪器进行了实验室测试和现场测试，其平衡效果都是令人满意的。
雷文平[6]2016年在《高速转子故障物理特性及全矢动平衡技术研究》文中进行了进一步梳理对于旋转机械来说,不平衡是其最主要的激振源,导致许多自激振动的产生。历年来,动平衡技术始终是学术界研究和关注的焦点。随着旋转机械容量不断增大,机械结构的不断复杂,转速进一步提高,传统的转子平衡领域理论和技术不能很好地适应工业生产的发展要求,主要表现在:多次启机试重进行平衡,既浪费时间,又增加平衡费用。在一些特定的情况下,现有动平衡理论计算出来的配重有很大偏差,平衡精度很低,甚至导致平衡失败。在这一背景下,本文从失衡转子故障物理机理入手,对不平衡响应规律进行探讨,重点分析了失衡转子在支撑各向异性和非线性因素下不平衡响应的特性。为了提高现场平衡的效率和精度,本文利用信息融合的全矢谱理论和有关技术,提出了新的转子动平衡方法,实验验证了新方法的有效性和工程应用价值。本文的主要研究成果与结论如下:1)研究了失衡转子的故障物理特性。传统平衡方法均是建立在线性假设和转子各向同性的基础上,而实际上转子各向异性和非线性因素是导致平衡精度不佳的主要原因。因此本文重点研究了失衡转子在各向异性和非线性基础上不平衡响应的规律。结论表明:在线性模型假设下,各向异性支撑单圆盘转子对于不同的失衡量其不平衡响应为一组同心椭圆,其方位角维持不变,椭圆的偏心率保持不变,其长/短半轴随不平衡量的大小线性变化,椭圆的初始相位角随失衡量的相位的变化而变化;而在非线性情况下,转子的不平衡响应椭圆的偏心率和方位角均随失衡量的大小的变化而变化。2)提出一种新的动平衡方法—全矢动平衡方法(FVDB)。该方法基于全矢谱的截面信息融合方法定义了全矢不平衡响应(FVUR),全矢不平衡响应以工频主振矢作为不平衡响应的幅值,以椭圆的相位角为其相位,结合影响系数法或振型平衡法进行现场的平衡;理论推导证明:全矢不平衡响应的灵敏度高于单传感器响应的灵敏度,说明全矢动平衡方法精度优于传统方法;实验结果表明:全矢动平衡方法平衡效果优于传统方法,提高了平衡的效率和精度,具有良好的工程应用价值。3)结合进动分解理论,提出一种的新的平衡方法—进动分解平衡法(PDDB)。提出PDDB方法是源于以下思路:复杂柔性转子在组合故障作用下,转子轨迹中正反进动分量呈现不同比值,但总体来说,正进动分量与平衡故障相关度更大,反进动分量往往预示机器存在平衡以外的其他故障,即不平衡量与正进动响应矢量是成正比的。PDDB方法的指导思想为:采用正进动不平衡响应,即FPUR作为平衡目标结合传统的影响系数法或振型平衡法来完成平衡。通过数值模拟和实验研究证明:PDDB方法与传统方法相兼容,在实际平衡中更能克服平衡故障以外的干扰。相对于全矢动平衡方法FVDB来说,进动分解平衡方法PDDB更适用于复杂转子系统、特别是除不平衡外还存在其他复合故障的场合。4)提出了基于相位差频谱校正的微速差双转子现场平衡方法。结合微速差双转子系统结构对“拍振”信号的产生原因进行分析,结果表明:由于内外转子转速接近,非整周期信号采集导致频谱泄露的产生,即内、外转子不平衡响应中至少一个是失真的,这是导致平衡效果不佳的原因。在此基础上,提出了基于相位差频谱校正的内外转子不平衡响应分量提取方法,对失真的转子响应的幅值和相位进行校正,并给出相位差校正平衡法的微速差双转子平衡方法,通过仿真和实验证明:该方法可显着提高微速差双转子的平衡精度。现场平衡实例充分证明了该方法的优越性。5)开发了包含以上新平衡方法功能的系列仪器。基于以上叁种新的动平衡方法,采用嵌入式技术,开发了便携式现场动平衡仪。并就全矢不平衡响应的振动信号及键相采集等关键技术进行了探讨,给出了全矢不平衡响应,进动分解算法以及频谱校正分离方法的算法流程,实现了新的平衡方法的工程化应用。工程应用实例表明了本文研究成果的正确性和开发产品的实用性。
张志新, 童水光, 张洪亮[7]2002年在《智能动平衡仪中转速测量方法研究》文中研究表明以开发成功的微速差双转子系统智能动平衡仪为例 ,对转速测量的意义、转速信号的提取、转速测量的方法及转速测量的软件实现等四个方面展开详细讨论。
余鹏飞[8]2004年在《高速分离机现场整机动平衡软件开发与研究》文中研究指明碟式分离机和卧式螺旋卸料沉降离心机是两种化工、食品等行业广泛使用的高速回转机械。由于它们特殊的结构设计和高速下连续输料、排料的工作特性，对他们在工作转速下的转子动平衡有很高的要求。现场动平衡技术以其灵活，便捷、经济的特点在我国被广泛的用于这两类高速回转机械的动平衡。 目前用于上述两类机器的动平衡测试仪器基本上还是以单片机类型为主，可以完成回转机械转子振动信号的测试测量，获取校正质量信息。但在使用灵活性、功能扩展性等方面明显不足。最近几年，基于DSP技术的单片机类型的动平衡仪的开发一定程度上对其功能上的不足进行了弥补。囿于高速DSP芯片昂贵的价格，用于动平衡测试仪器的开发成本太高，而且它依然不能解决对传统仪器功能进行灵活扩充的目的。 随着基于计算机的测试测量技术的发展，以计算机为平台，开发具备“虚拟仪器”概念的动平衡测试仪器成为解决传统仪器诸多功能缺陷的必然要求。本文详细介绍了利用测试测量业界最权威的图形编程语言LabVIEW开发“基于PC机的高速回转机械现场动平衡测试仪”的内容，该测试仪器适用于Windows XP／2000／NT／Me／98操作系统。 它是针对上述两种高速回转机械的动平衡特点，以二者各自专用的动平衡理论、数字信号处理技术以及高效的数据采集技术为基础，利用LabVIEW在信号分析、信号处理以及数据信号显示等方面的强大功能开发成功的虚拟测试仪器。具有对振动信号实时采集分析、测试精度高、误差小、功能易扩展、仪器面板显示专业、直观、灵活的特点。可以在整个测试过程同步观察信号波形和振动数据情况，记录、回放整个测试过程的振动数据，有效的进行动平衡数据管理，自动生成专业的Office文档格式测试报告，对波形、矢量瓦显示控件进行bmp、jpg等图象格式文件保存，进行远程数据采集分析。 该测试仪器除了能对碟式分离机和卧式螺旋卸料沉降离心机进行动平衡外，还可以对普通单校正面、普通双校正面转子系统进行动平衡。由于具备实时采集分析功能，还可以作为进行频谱分析的故障分析仪器使用。 经实验室测试和现场考核，该测试仪器功能稳定，操作简单易学，平衡效果理想，达到产品化开发要求。
张志新[9]2002年在《智能动平衡仪中硬件频谱分析的实现》文中指出介绍了一种用频率扫描抽取指定频率振动分量有效值的方法实现硬件频谱分析的工作原理。实践证明这种频谱分析法具有占用内存小 ,硬件电路简单 ,实现方便的优点。
张志新[10]2003年在《智能整机动平衡仪中基准信号的提取与处理》文中研究表明在比较分析的基础上介绍了选择光电传感器法作为智能动平衡仪获得基准信号的方案 ,并将此方案成功应用于智能化整机动平衡仪中。详细阐述了基准信号的提取和处理方法。实践证明该法具有传感器安装方便、转换电路简单、价格低廉且获得的基准信号稳定可靠等优点。
参考文献：
[1]. 微速差双转子系统智能化整机动平衡仪的开发与研究[D]. 张志新. 浙江大学. 2001
[2]. 便携式微速差双转子系统智能化整机动平衡仪的开发与研究[J]. 张志新, 金涛, 陈爱萍. 振动工程学报. 2003
[3]. 微速差双转子系统智能化整机平衡新原理及方法研究[J]. 周保堂, 贺世正, 张志新, 严利华. 浙江大学学报(工学版). 2001
[4]. 测幅整机动平衡方法及仪器研究[D]. 钟越波. 浙江大学. 2010
[5]. 微速差双转子整机动平衡仪的开发与研究[J]. 贺世正, 周保堂, 严利华. 仪器仪表学报. 1999
[6]. 高速转子故障物理特性及全矢动平衡技术研究[D]. 雷文平. 郑州大学. 2016
[7]. 智能动平衡仪中转速测量方法研究[J]. 张志新, 童水光, 张洪亮. 流体机械. 2002
[8]. 高速分离机现场整机动平衡软件开发与研究[D]. 余鹏飞. 浙江大学. 2004
[9]. 智能动平衡仪中硬件频谱分析的实现[J]. 张志新. 流体机械. 2002
[10]. 智能整机动平衡仪中基准信号的提取与处理[J]. 张志新. 风机技术. 2003