[发明专利]一种基于阶比-全息谱原理的非稳态动平衡方法

说明书

技术领域

本发明属于旋转机械动平衡领域，具体涉及一种基于阶比-全息谱原理的非稳态动平衡方法。

背景技术

旋转机械在现代工业如航空、电力、石油、化工等行业得到广泛的运用，它们大多为生产设备的关键部件。据统计，旋转机械的各种振动故障中，不平衡引起的振动占70%左右。因此，动平衡技术对汽轮机、航空发动机转子、风机转子等大型旋转机械显得尤为重要。

在稳定转速下，利用全息动平衡技术能够综合利用多测点的幅值、频率、相位信息，在实际生产中能够比一般方法更为准确地定位失衡量大小和方向，且起车次数少。以全息谱技术为基础发展起来的全息动平衡方法在平衡前效果仿真、配重量微调以及配重方案优化等方面取得了突破。相关技术已经在电力、石化、冶金等行业得到了广泛的推广和应用，其有效性和可靠性在大量的实际工程应用中得到了检验和认可。但是，全息动平衡技术也存在一些不足：主要针对固定转速的稳态信号进行动平衡、难以实现对转速波动及升降速过程的非平稳信号进行动平衡，这就大大限制了全息动平衡技术的应用。

全息动平衡方法在很多现场情况下，转子根本无法通过一阶临界转速上升到稳定的工作转速，无法实现工作转速下的动平衡。另外，传统的模态动平衡需要使机组长期停留在临界转速附近以获得稳态数据，这极易导致机组损毁，从而使得模态平衡法的实际运用受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服传统全息动平衡方法只能利用稳态数据进行动平衡的不足，提供一种基于阶比-全息谱原理的非稳态动平衡方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种基于阶比-全息谱原理的非稳态动平衡方法，包括以下步骤：首先利用阶比分析和频谱校正提取非稳态振动信号的转频幅值和转频相位，然后利用全息动平衡方法进行动平衡配重计算。

所述非稳态动平衡方法的具体步骤为：

1）对起停车或转速波动过程进行同步采样，获得等时间间隔的振动信号和键相信号；

2）对于起停车过程，利用键相信号从目标平衡转速开始截取振动信号的一段数据；对转速波动过程，直接利用采集的整段振动信号；

3）对步骤2）得到的振动信号进行阶比分析及频谱校正后得到转频幅值和转频相位；

4）利用转频幅值和转频相位进行全息动平衡，得到配重大小以及方位；

5）添加配重，然后起车验证。

对于起停车过程，利用键相信号从目标平衡转速开始截取振动信号，截取到目标平衡转速后50-100转。

本发明的有益效果体现在：

本发明针对起停车或者转速波动非稳态数据，利用阶比分析能够将时域非平稳信号转化为角域平稳信号的特性，先对起停车时的一段信号或转速波动信号做阶比分析，转化为角域的平稳信号，然后利用全息谱原理精确定位失衡方位，最终实现动平衡。该方法从转子动平衡的本质出发，创造性地将阶比分析与全息动平衡原理结合，解决了目前主要依赖于稳态数据进行动平衡的局限性，能够实现对称转子的模态平衡，达到整个转速范围内的转子平衡，能够实现在起车过程中任意目标转速的平衡，经过多次试验验证，本发明简单有效，与稳态数据下的平衡结果基本一致。

本发明所提出的基于阶比分析的全息动平衡技术，是根据阶比分析具有处理非平稳信号的能力、全息谱动平衡具有起车次数少，平衡效果好的特点，将阶比方法和全息动平衡理论相融合，扩展了传统全息动平衡的运用范围，该方法适合用于转速波动和起停车等条件下的动平衡，尤其适合利用起停车数据进行模态平衡。

附图说明

图1为第一通道原始起车时域图。

图2为键相信号校正原理图。

图3为第一通道截取1600-1650rpm之间数据时域图。

图4为第一通道截取数据的等角度图。

图5为第一通道平衡后起车时域图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。