[发明专利]一种旋转机械多平面多测点多转速轴系影响系数动平衡法

说明书

技术领域

本发明属于机械动平衡技术领域，尤其涉及一种旋转机械多平面多测点多转速轴系影响系数动平衡法。

背景技术

在旋转机械轴系动平衡实施过程中，往往要求在多个转速下对转子进行平衡，以避免出现“跷跷板”现象，即一个转速下振动减小了，但另一个转速下振动增大了。而且，还要求加重平面数不能少于要平衡的转子最高振型的阶数，一般情况下柔性转子需考虑前三阶振型，故至少需要三个平衡平面。另外，由于支承系统在垂直和水平方向的动态特性不一致，一般每个轴承都会在垂直和水平方向安装振动传感器监测转子实际振动情况，即多个测点数；同时，在实际操作过程中，还需考虑转子的初始偏摆值、试重的去与留、以及成组加重实际问题。现有的影响系数动平衡计算方法及开发的相应程序均难以满足多平衡平面、多测点、多转速下进行的影响系数进行柔性转子动平衡的要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种能在多平衡平面、多测点、多转速下进行平衡的旋转机械多平面多测点多转速轴系影响系数动平衡法。

本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：

(1)由不平衡引起的轴系振动，根据轴系动平衡要求，按照刚性转子动平衡和柔性转子动平衡特点，结合轴系运行转速范围、加重平衡位置、传感器探头位置的实际运行条件，选定轴系平衡转速点、平衡平面和测点数，基本原则是：若为刚性转子动平衡，则以转子最高工作转速为选定平衡转速点，平衡平面数则一般不超过2，测点数则以敏感于转子不平衡的振动传感器测点位置和数目为依据；若为柔性转子动平衡，则选定最高工作转速以内的各阶临界转速附近转速点、最高工作转速为平衡转速点，平衡平面数则以要平衡的振型阶次数为准，一般不小于2，测点数则仍以敏感于转子不平衡的振动传感器测点位置和数目为依据；

转子的振动响应y_i与x_j处的不平衡量u_j存在以下关系：

y_i＝α_iju_j(i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)

其中a_ij为j平面上的单位不平衡量对i测点处响应的加重影响系数，n为测振读点数(即转速数和测点数的乘积)，m为加重平面数，则上式可写成如下形式：

(2)测量300rpm低转速下转轴的初始偏摆值及选定平衡转速点的初始振动值[y_i0]，并以该初始振动值[y_i0]为动平衡控制的目标量，按照API标准和转子动平衡G2.5等级要求，进行成组试重[w_jk]，分别测量试重后轴系在平衡转速点下各振动测点的工频振动响应值[y_ik]；

初始振动值[y_i0]为：

进行第1次加重，采取在m个平面上同时加重，记为[w_j1]，同时测得[y_i1]，则有：

对上式进行[y_i1]-[y_i0]运算，得[y_i1-y_i0]＝[a_ij][w_j1]即

上式中的[y_i1-y_i0]和[w_j1]通过测试获得，在各个面上同时进行第2次加重[w_j2]，测得的响应[y_i2]为：

得[y_i2-y_i1]＝[a_ij][w_j2]；

在各个面上同时进行第k次(k＝1,2,…,m)加重[w_jk]，测得的响应为[y_ik]；

(3)根据[y_ik-y_i(k-1)]＝[a_ij][w_jk]，求出轴系多个平衡平面进行试重后，在轴承各测点处的振动响应，即加重影响系数[a_ij]；