CN112729681A - 一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统 - Google Patents

一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112729681A
CN112729681A CN202011526663.9A CN202011526663A CN112729681A CN 112729681 A CN112729681 A CN 112729681A CN 202011526663 A CN202011526663 A CN 202011526663A CN 112729681 A CN112729681 A CN 112729681A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
dynamic balance
unbalance
signal
correction surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011526663.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王少杰
吴彬云
陈春华
侯亮
卜祥建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen University
Original Assignee
Xiamen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen University filed Critical Xiamen University
Priority to CN202011526663.9A priority Critical patent/CN112729681A/zh
Publication of CN112729681A publication Critical patent/CN112729681A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/14—Determining unbalance
    • G01M1/16—Determining unbalance by oscillating or rotating the body to be tested

Abstract

本发明涉及一种转子现场动平衡的检测方法和检测系统，通过对转子初始不平衡状态、左侧加试重后状态和右侧加试重后状态下的转子动平衡信号进行采集、分析和计算，获得转子不平衡量大小和相角；通过在左右侧校正面加重或去重进行现场不平衡量校正，以达到转子动平衡要求。本发明无需将不平衡故障转子拆卸至台架上，可快速、准确的实现旋转机械转子现场动平衡检测和校正，动平衡检测系统采样精度高、计算速度快和小型便携，易于实现现场安装和拆卸，同时为便于现场动平衡操作可选择是否拆卸试重，为现场的旋转机械转子动平衡提供整套检测系统和方法，节省人工维修成本，提高动平衡效率。

Description

一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统
技术领域
本发明涉及旋转机械转子动平衡故障诊断、动平衡数据采集和信号处理技术领域，更具体地说，涉及一种转子现场动平衡的检测方法，以及一种转子现场动平衡的检测系统。
背景技术
随着生产技术和装备制造业的迅猛发展，航空发动机、高铁、核电设备、风电机组、机床等机械装备结构变得越来越复杂，在这些复杂装备的旋转部件中，大多以转子作为主要工作部件。由于实际转子在加工制造、安装等过程中不可避免的存在误差，导致其旋转轴线和几何轴线不重合，当转子在旋转过程中，组成转子的每个质点都会随着转子系统的旋转而产生离心惯性力，这些惯性力的集合引起转子系统的不平衡。据不完全统计，不平衡故障约占机械故障的75％以上，转子不平衡逐渐成为旋转机械故障的主要原因。
一旦出现转子不平衡故障，可能直接影响整个装备的正常运行，进而降低机器的工作效率和使用寿命，不仅造成巨大的经济损失，而且可能导致重大人员伤亡。因此，如何对复杂装备旋转机械的转子不平衡进行有效的检测，确保旋转机械安全、可靠运行，对预防因故障而导致经济财产损失、人员伤亡以及灾难性事故的发生具有重要意义。
传统的动平衡校正方法需将转子从旋转机械上拆卸下来放至动平衡机上进行动平衡检测和校正实验，达到动平衡要求后再安装回去，此种方法步骤繁琐、耗时耗力，且即便在动平衡机上完成校正后，仍不可避免的由于装配上的误差和在后续运行过程中的磨损，导致原本动平衡达标的转子，安装至旋转机械后仍然出现不平衡问题。
为了解决上述问题，现有技术中，如中国发明专利申请201311179099.1提出了一种刚性转子动平衡的获取方法，该专利需建立转子零件的实体模型和进行网格划分与计算，难以应用到生产实际当中；中国发明专利申请201711919533.3提出了一种不拆卸试重的转子现场双面动平衡校准装置及方法，该专利简化传统去试重法现场动平衡的操作步骤，节省了操作时间和维修费用，但仍未提供完整动平衡检测系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统，无需将不平衡故障转子拆卸至台架上，可快速、准确的实现旋转机械转子现场动平衡检测和校正，动平衡检测系统采样精度高、计算速度快和小型便携，易于实现现场安装和拆卸，同时为便于现场动平衡操作可选择是否拆卸试重，为现场的旋转机械转子动平衡提供整套检测系统和方法，节省人工维修成本，提高动平衡效率。
本发明的技术方案如下：
一种转子现场动平衡的检测方法，步骤如下：
1)分别采集转子初始不平衡状态、左侧现场加试重后状态和右侧现场加试重后状态的转子动平衡信号，计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量；
2)通过在左侧校正面、右侧校正面加重或去重进行现场不平衡量校正：根据步骤1)获得的不平衡量，通过加重或者去重方式实现转子不平衡的校正，计算转子剩余不平衡量，并判断剩余不平衡量是否满足动平衡要求。
作为优选，步骤1)前，还执行如下步骤：
判断是否存在影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000021
如果是，则步骤1)中，直接基于影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000022
计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量；如果否，则步骤1)中，先进行转子系统标定，计算影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000023
再计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量。
作为优选，如果不存在影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000024
则步骤1)具体为：
1.1)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000025
和转子右侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000026
停止转子，在左侧校正面添加试重质量
Figure BDA0002851023770000027
1.2)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000028
和转子右侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000029
停止转子，在右侧校正面添加试重质量
Figure BDA00028510237700000210
1.3)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000211
和转子右侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000212
根据试重类型，计算影响系数矩阵
Figure BDA00028510237700000213
1.4)根据影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000031
结合
Figure BDA0002851023770000032
和
Figure BDA0002851023770000033
计算左侧校正面的不平衡量
Figure BDA0002851023770000034
和右侧校正面的不平衡量
Figure BDA0002851023770000035
作为优选，根据试重类型，是否保留试重，包括如下四种情况：
不保留试重：
Figure BDA0002851023770000036
保留左侧校正面试重：
Figure BDA0002851023770000037
保留右侧校正面试重时：
Figure BDA0002851023770000038
保留两侧校正面试重时：
Figure BDA0002851023770000039
作为优选，如果存在影响系数矩阵
Figure BDA00028510237700000310
则步骤1)具体为：
1.1)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000311
和转子右侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000312
1.2)根据影响系数矩阵
Figure BDA00028510237700000313
结合
Figure BDA00028510237700000314
和
Figure BDA00028510237700000315
计算左侧校正面的不平衡量
Figure BDA00028510237700000316
和右侧校正面的不平衡量
Figure BDA00028510237700000317
作为优选，根据试重类型，是否保留试重，包括如下四种情况：
不保留试重：
Figure BDA00028510237700000318
Figure BDA0002851023770000041
保留左侧校正面试重：
Figure BDA0002851023770000042
Figure BDA0002851023770000043
保留右侧校正面试重：
Figure BDA0002851023770000044
Figure BDA0002851023770000045
保留两侧校正面试重时：
Figure BDA0002851023770000046
Figure BDA0002851023770000047
作为优选，步骤2)具体如下：
2.1)停止转子，在左侧校正面减去不平衡量
Figure BDA0002851023770000048
在右侧校正面减去不平衡量
Figure BDA0002851023770000049
或者，在180°相反方向增加平衡配重
Figure BDA00028510237700000410
和
Figure BDA00028510237700000411
2.2)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000051
和转子右侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000052
2.3)判断剩余不平衡量是否满足平衡允差，即：
Figure BDA0002851023770000053
且
Figure BDA0002851023770000054
其中，ULr为左侧允许剩余不平衡量大小，URr为右侧允许剩余不平衡量大小；
如果满足，则动平衡校正完成；如果不满足，则重复步骤1.4)和步骤2)，直到满足动平衡要求。
一种转子现场动平衡的检测系统，包括信号采集装置、信号采集系统、动平衡分析系统；信号采集装置包含左侧测振传感器、右侧测振传感器、键相传感器、固定相位标记；左侧测振传感器用于检测转子左侧的振动状态，右侧测振传感器用于转子右侧的振动状态；键相传感器与固定相位标记配合，用于测量转速脉冲信号；信号采集系统与信号采集装置相连，动平衡分析系统与信号采集系统相连，信号采集装置采集的数据经信号采集系统进行接收，并发送至动平衡分析系统，动平衡分析系统基于所述的检测方法，进行转子现场动平衡检测。
作为优选，所述的检测系统用于现场检测旋转机械转子系统的动平衡；旋转机械转子系统包括传动轴、左侧支承、右侧支承、转子，转子通过传动轴进行驱动，左侧支承、右侧支承分别设置于转子的左右两侧，用于支撑传动轴；左侧测振传感器、右侧测振传感器分别设置于左侧支承、右侧支承，固定相位标记设置于传动轴或转子的外表面，键相传感器设置于与固定相位标记对应的位置，用于测量转速脉冲信号。
作为优选，信号采集系统包括依次相连的信号放大电路、信号A/D模数转换模块、微处理器、信号发送与接收模块；信号放大电路接收信号采集装置采集的模拟信号并按一定的放大增益进行放大处理；信号A/D模数转换模块将放大后的模拟信号转换成数字信号；信号发送与接收模块用于实现发送信号和接收采集指令；
动平衡分析系统包括数据采集模块、数据预处理与分析模块、不平衡量计算与可视化模块；数据采集模块用于接收信号采集系统传输的信号，同时向信号采集系统发送采集指令；数据预处理与分析模块用于对采集的信号进行预处理，提取转子不平衡故障特征；不平衡量计算与可视化模块用于计算转子不平衡量大小和相角，并通过极坐标图进行可视化显示。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的转子现场动平衡的检测方法和检测系统，通过在待进行动平衡检测的旋转机械转子系统，现场安装信号采集装置、信号采集系统和动平衡分析系统，用于动平衡信号采集和分析；通过对转子初始不平衡状态、左侧加试重后状态和右侧加试重后状态下的转子动平衡信号进行采集、分析和计算，获得转子不平衡量大小和相角；通过在左右侧校正面加重或去重进行现场不平衡量校正，以达到转子动平衡要求。
与现有技术比，本发明无需将不平衡故障转子拆卸至台架上，可快速、准确的实现旋转机械转子现场动平衡检测和校正，动平衡检测系统采样精度高、计算速度快和小型便携，易于实现现场安装和拆卸，同时为便于现场动平衡操作可选择是否拆卸试重，为现场的旋转机械转子动平衡提供整套检测系统和方法，节省人工维修成本，提高动平衡效率。
附图说明
图1是本发明所述的检测方法的流程示意图；
图2是本发明所述的检测系统的原理框图；
图3是本发明的实施示意图；
图中：1是驱动源，2是传动轴，3是左侧支承，4是右侧支承，5是转子，6是左侧测振传感器，7是键相传感器，8是固定相位标记，9是右侧测振传感器，10是信号采集装置，11是信号采集系统，12是动平衡分析系统。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
一种转子现场动平衡的检测方法，如图1所示，步骤如下：
1)针对待进行动平衡检测的旋转机械转子系统，现场安装动平衡检测系统，包括信号采集装置10、信号采集系统11和动平衡分析系统12的安装、连接与启动。
2)分别采集转子初始不平衡状态、左侧现场加试重后状态和右侧现场加试重后状态的转子动平衡信号，计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量(包括大小与相角)；
3)通过在左侧校正面、右侧校正面加重或去重进行现场不平衡量校正：根据步骤1)获得的不平衡量，通过加重或者去重方式实现转子不平衡的校正，计算转子剩余不平衡量，并判断剩余不平衡量是否满足动平衡要求。
本发明，执行步骤2)前，还执行如下步骤：
判断是否存在影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000071
如果是，则步骤2)中，直接基于影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000072
计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量；如果否，则步骤2)中，先进行转子系统标定，计算影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000073
再计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量。
如果不存在影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000074
则步骤2)具体为：
2.1)启动转子5，运行至额定工作转速n，通过信号采集系统11获得初始状态下的振动信号和转速脉冲信号；信号采集系统11将采集得到的动平衡信号传输至动平衡分析系统12，经动平衡分析系统12进行信号分析与处理，并计算转子5左侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000075
和转子5右侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000076
停止转子5，在左侧校正面添加试重质量
Figure BDA0002851023770000077
2.2)启动转子5，运行至额定工作转速n，通过信号采集系统11获得左侧试重状态下的左侧振动信号、右侧振动信号和转速脉冲信号；信号采集系统11将获得的振动信号和转速脉冲信号传输至动平衡分析系统12，经动平衡分析系统12进行信号分析与处理，并计算转子5左侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000078
和转子5右侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000079
停止转子5，在右侧校正面添加试重质量
Figure BDA00028510237700000710
2.3)启动转子5，运行至额定工作转速n，通过信号采集系统11获得右侧试重状态下的左侧振动信号、右侧振动信号和转速脉冲信号；信号采集系统11将获得的振动信号和转速脉冲信号传输至动平衡分析系统12，经动平衡分析系统12进行信号分析与处理，并计算转子5左侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000711
和转子5右侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000712
根据试重类型，计算影响系数矩阵
Figure BDA00028510237700000713
2.4)根据影响系数矩阵
Figure BDA00028510237700000714
结合
Figure BDA00028510237700000715
和
Figure BDA00028510237700000716
计算左侧校正面的不平衡量
Figure BDA00028510237700000717
和右侧校正面的不平衡量
Figure BDA00028510237700000718
根据试重类型，是否保留试重，包括如下四种情况：
不保留试重：
Figure BDA00028510237700000719
保留左侧校正面试重：
Figure BDA0002851023770000081
保留右侧校正面试重时：
Figure BDA0002851023770000082
保留两侧校正面试重时：
Figure BDA0002851023770000083
如果存在影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000084
则步骤2)具体为：
2.1)启动转子5，运行至额定工作转速n，采集并计算转子5左侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000085
和转子5右侧的一阶振动
Figure BDA0002851023770000086
2.2)根据影响系数矩阵
Figure BDA0002851023770000087
结合
Figure BDA0002851023770000088
和
Figure BDA0002851023770000089
计算左侧校正面的不平衡量
Figure BDA00028510237700000810
和右侧校正面的不平衡量
Figure BDA00028510237700000811
根据试重类型，是否保留试重，包括如下四种情况：
不保留试重：
Figure BDA00028510237700000812
Figure BDA00028510237700000813
保留左侧校正面试重：
Figure BDA00028510237700000814
Figure BDA0002851023770000091
保留右侧校正面试重：
Figure BDA0002851023770000092
Figure BDA0002851023770000093
保留两侧校正面试重时：
Figure BDA0002851023770000094
Figure BDA0002851023770000095
本发明，步骤3)具体如下：
3.1)停止转子5，在左侧校正面减去不平衡量
Figure BDA0002851023770000096
在右侧校正面减去不平衡量
Figure BDA0002851023770000097
或者，在180°相反方向增加平衡配重
Figure BDA0002851023770000098
和
Figure BDA0002851023770000099
3.2)启动转子5，运行至额定工作转速n，通过信号采集系统11获得完成一次动平衡校正后转子5系统的振动信号和转速脉冲信号，并计算转子5左侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000910
和转子5右侧的一阶振动
Figure BDA00028510237700000911
3.3)判断剩余不平衡量是否满足平衡允差，即：
Figure BDA00028510237700000912
且
Figure BDA00028510237700000913
其中，ULr为左侧允许剩余不平衡量大小，URr为右侧允许剩余不平衡量大小。
如果满足，则动平衡校正完成；如果不满足，则重复步骤2.4)和步骤3)，直到满足动平衡要求。
为了实现转子现场动平衡检测，本发明还提供一种转子现场动平衡的检测系统，如图2、图3所示，包括信号采集装置10、信号采集系统11、动平衡分析系统12；信号采集装置10包含左侧测振传感器6、右侧测振传感器9、键相传感器7、固定相位标记8；左侧测振传感器6用于检测转子5左侧的振动状态，右侧测振传感器9用于转子5右侧的振动状态；键相传感器7与固定相位标记8配合，用于测量转速脉冲信号；信号采集系统11与信号采集装置10相连，动平衡分析系统12与信号采集系统11相连，信号采集装置10采集的数据经信号采集系统11进行接收，并发送至动平衡分析系统12，动平衡分析系统12基于所述的检测方法，进行转子现场动平衡检测。本实施例中，测振传感器可选用位移式、速度式或加速度式振动信号传感器，传感器小型便携，易于现场安装和可拆卸，其安装方式不仅限于水平方向，还可以是垂直方向；键相传感器7可选用光电式和磁电式传感器两种，与之对应的固定相位标记8为粘贴反光片和加工凸台或凹槽。
信号采集系统11包括依次相连的信号放大电路、信号A/D模数转换模块、微处理器、信号发送与接收模块；具体的，左侧测振传感器6、右侧测振传感器9输出端与信号放大电路的输入端相连，信号放大电路的输出端及键相传感器7的输出端与信号A/D模数转换模块的输入端相连，信号A/D模数转换模块的输出端与微处理器的输入端相连，微处理器的输出端与信号发送与接收模块的输入端相连。信号放大电路接收信号采集装置10采集的模拟信号并按一定的放大增益进行放大处理；信号A/D模数转换模块将放大后的模拟信号转换成数字信号；信号发送与接收模块用于实现发送信号和接收采集指令。本实施例中，还可在转速脉冲信号进行A/D模数转换前，增加光耦隔离电路，增强信号抗干扰能力，提高信号稳定性；微处理器可选用STM32单片机，或者FPGA、树莓派等，保证信号采集精度高、速度快。
动平衡分析系统12包括数据采集模块、数据预处理与分析模块、不平衡量计算与可视化模块；数据采集模块用于接收信号采集系统11传输的信号，同时向信号采集系统11发送采集指令；数据预处理与分析模块用于对采集的信号进行预处理，提取转子不平衡故障特征；不平衡量计算与可视化模块用于计算转子不平衡量大小和相角，并通过极坐标图进行可视化显示。本实施例中，动平衡分析系统12通过在工业PC上安装动平衡分析软件实现动平衡分析，用于转子动平衡信号进行分析、处理和计算。
所述的检测系统用于现场检测旋转机械转子系统的动平衡；旋转机械转子系统包括驱动源1、传动轴2、左侧支承3、右侧支承4、转子5，转子5通过传动轴2进行驱动，左侧支承3、右侧支承4分别设置于转子5的左右两侧，用于支撑传动轴2；左侧测振传感器6、右侧测振传感器9分别设置于左侧支承3、右侧支承4，固定相位标记8设置于传动轴2或转子5的外表面，键相传感器7设置于与固定相位标记8对应的位置，用于测量转速脉冲信号。
对应地，步骤1)具体如下：
1.1)在转子5左侧的左侧支承3处在水平方向上安装左侧测振传感器6，用于获得左侧振动信号；在转子5右侧的右侧支承4处在水平方向上安装右侧测振传感器9，用于获得右侧振动信号；
1.2)在传动轴2或转子5的外表面合适位置设置固定相位标记8，其所对应位置安装键相传感器7，当固定相位标记8随传动轴2或转子5运转至键相传感器7位置时，键相传感器7产生脉冲信号，用于获得转子5旋转过程中对应的转速脉冲信号；
1.3)将各传感器输出端连接至信号采集系统11，通过信号采集系统11采集传感器获得的模拟信号；将动平衡分析软件安装于工业PC上组成动平衡分析系统12，信号采集系统11与动平衡分析系统12之间通过有线或无线通讯方式实现数据传输。优选的，动平衡分析软件采用C#语言开发，或者C++语言、Matlab语言、Python语言等。
步骤2)中，步骤2.1)至步骤2.3)计算转子5左侧的一阶振动和转子5右侧的一阶振动的方法相同，具体如下：
A)将键相传感器7采集到的转速脉冲信号作为基准信号，提取基准信号中旋转工频对应的基频分量，并计算基频分量对应的相角r。
B)提取左侧测振传感器6采集到的振动信号中旋转工频对应的基频分量，并计算基频分量对应的幅值AL和相角βL，即幅值AL为转子5左侧不平衡量引起的振动大小，r-βL为左侧不平衡量相对于固定相位标记8点的相角差。
C)提取右侧测振传感器9采集到的振动信号中旋转工频对应的基频分量，并计算基频分量对应的幅值AR和相角βR，即幅值AR为转子5右侧不平衡量引起的振动大小，r-βR为右侧不平衡量相对于固定相位标记8点的相角差。
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种转子现场动平衡的检测方法，其特征在于，步骤如下：
1)分别采集转子初始不平衡状态、左侧现场加试重后状态和右侧现场加试重后状态的转子动平衡信号，计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量；
2)通过在左侧校正面、右侧校正面加重或去重进行现场不平衡量校正：根据步骤1)获得的不平衡量，通过加重或者去重方式实现转子不平衡的校正，计算转子剩余不平衡量，并判断剩余不平衡量是否满足动平衡要求。
2.根据权利要求1所述的转子现场动平衡的检测方法，其特征在于，步骤1)前，还执行如下步骤：
判断是否存在影响系数矩阵
Figure FDA0002851023760000011
如果是，则步骤1)中，直接基于影响系数矩阵
Figure FDA0002851023760000012
计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量；如果否，则步骤1)中，先进行转子系统标定，计算影响系数矩阵
Figure FDA0002851023760000013
再计算获得左侧校正面、右侧校正面上的不平衡量。
3.根据权利要求2所述的转子现场动平衡的检测方法，其特征在于，如果不存在影响系数矩阵
Figure FDA0002851023760000014
则步骤1)具体为：
1.1)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure FDA0002851023760000015
和转子右侧的一阶振动
Figure FDA0002851023760000016
停止转子，在左侧校正面添加试重质量
Figure FDA0002851023760000017
1.2)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure FDA0002851023760000018
和转子右侧的一阶振动
Figure FDA0002851023760000019
停止转子，在右侧校正面添加试重质量
Figure FDA00028510237600000110
1.3)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure FDA00028510237600000111
和转子右侧的一阶振动
Figure FDA00028510237600000112
根据试重类型，计算影响系数矩阵
Figure FDA00028510237600000113
1.4)根据影响系数矩阵
Figure FDA00028510237600000114
结合
Figure FDA00028510237600000115
和
Figure FDA00028510237600000116
计算左侧校正面的不平衡量
Figure FDA00028510237600000117
和右侧校正面的不平衡量
Figure FDA00028510237600000118
4.根据权利要求3所述的转子现场动平衡的检测方法，其特征在于，根据试重类型，是否保留试重，包括如下四种情况：
不保留试重：
Figure FDA0002851023760000021
保留左侧校正面试重：
Figure FDA0002851023760000022
保留右侧校正面试重时：
Figure FDA0002851023760000023
保留两侧校正面试重时：
Figure FDA0002851023760000024
5.根据权利要求3所述的转子现场动平衡的检测方法，其特征在于，如果存在影响系数矩阵
Figure FDA0002851023760000025
则步骤1)具体为：
1.1)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure FDA0002851023760000026
和转子右侧的一阶振动
Figure FDA0002851023760000027
1.2)根据影响系数矩阵
Figure FDA0002851023760000028
结合
Figure FDA0002851023760000029
和
Figure FDA00028510237600000210
计算左侧校正面的不平衡量
Figure FDA00028510237600000211
和右侧校正面的不平衡量
Figure FDA00028510237600000212
6.根据权利要求5所述的转子现场动平衡的检测方法，其特征在于，根据试重类型，是否保留试重，包括如下四种情况：
不保留试重：
Figure FDA00028510237600000213
Figure FDA00028510237600000214
保留左侧校正面试重：
Figure FDA0002851023760000031
Figure FDA0002851023760000032
保留右侧校正面试重：
Figure FDA0002851023760000033
Figure FDA0002851023760000034
保留两侧校正面试重时：
Figure FDA0002851023760000035
Figure FDA0002851023760000036
7.根据权利要求2至6任一项所述的转子现场动平衡的检测方法，其特征在于，步骤2)具体如下：
2.1)停止转子，在左侧校正面减去不平衡量
Figure FDA0002851023760000037
在右侧校正面减去不平衡量
Figure FDA0002851023760000038
或者，在180°相反方向增加平衡配重
Figure FDA0002851023760000039
和
Figure FDA00028510237600000310
2.2)启动转子，运行至额定工作转速n，采集并计算转子左侧的一阶振动
Figure FDA00028510237600000311
和转子右侧的一阶振动
Figure FDA00028510237600000312
2.3)判断剩余不平衡量是否满足平衡允差，即：
Figure FDA0002851023760000041
且
Figure FDA0002851023760000042
其中，ULr为左侧允许剩余不平衡量大小，URr为右侧允许剩余不平衡量大小；
如果满足，则动平衡校正完成；如果不满足，则重复步骤1.4)和步骤2)，直到满足动平衡要求。
8.一种转子现场动平衡的检测系统，其特征在于，包括信号采集装置、信号采集系统、动平衡分析系统；信号采集装置包含左侧测振传感器、右侧测振传感器、键相传感器、固定相位标记；左侧测振传感器用于检测转子左侧的振动状态，右侧测振传感器用于转子右侧的振动状态；键相传感器与固定相位标记配合，用于测量转速脉冲信号；信号采集系统与信号采集装置相连，动平衡分析系统与信号采集系统相连，信号采集装置采集的数据经信号采集系统进行接收，并发送至动平衡分析系统，动平衡分析系统基于权利要求1至7任一项所述的检测方法，进行转子现场动平衡检测。
9.根据权利要求8所述的转子现场动平衡的检测系统，其特征在于，所述的检测系统用于现场检测旋转机械转子系统的动平衡；旋转机械转子系统包括传动轴、左侧支承、右侧支承、转子，转子通过传动轴进行驱动，左侧支承、右侧支承分别设置于转子的左右两侧，用于支撑传动轴；左侧测振传感器、右侧测振传感器分别设置于左侧支承、右侧支承，固定相位标记设置于传动轴或转子的外表面，键相传感器设置于与固定相位标记对应的位置，用于测量转速脉冲信号。
10.根据权利要求8所述的转子现场动平衡的检测系统，其特征在于，信号采集系统包括依次相连的信号放大电路、信号A/D模数转换模块、微处理器、信号发送与接收模块；信号放大电路接收信号采集装置采集的模拟信号并按一定的放大增益进行放大处理；信号A/D模数转换模块将放大后的模拟信号转换成数字信号；信号发送与接收模块用于实现发送信号和接收采集指令；
动平衡分析系统包括数据采集模块、数据预处理与分析模块、不平衡量计算与可视化模块；数据采集模块用于接收信号采集系统传输的信号，同时向信号采集系统发送采集指令；数据预处理与分析模块用于对采集的信号进行预处理，提取转子不平衡故障特征；不平衡量计算与可视化模块用于计算转子不平衡量大小和相角，并通过极坐标图进行可视化显示。
CN202011526663.9A 2020-12-22 2020-12-22 一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统 Pending CN112729681A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011526663.9A CN112729681A (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011526663.9A CN112729681A (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112729681A true CN112729681A (zh) 2021-04-30

Family

ID=75605588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011526663.9A Pending CN112729681A (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112729681A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114184321A (zh) * 2021-11-30 2022-03-15 珠海华粤传动科技有限公司 一种离心摆减振器的平衡检测方法、装置及设备
CN114520575A (zh) * 2022-03-25 2022-05-20 合肥通用机械研究院有限公司 一种用于低振动离心泵的转子动平衡校正方法
CN114646426A (zh) * 2022-03-21 2022-06-21 孝感松林智能计测器有限公司 一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法
CN114838872A (zh) * 2022-05-10 2022-08-02 浙江大学 一种超重力离心机动平衡长期监测方法
CN115014637A (zh) * 2022-04-19 2022-09-06 厦门大学 一种基于低转速测量的模态动平衡方法
CN115929660A (zh) * 2021-09-28 2023-04-07 中核核电运行管理有限公司 核电站主泵转子离线动平衡操作方法及动平衡去重工装

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009216686A (ja) * 2008-03-06 2009-09-24 Katsumi Tsuji 単一試行による剛性ロータのフィールドバランシング
CN104568313A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 湖南科技大学 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
CN105890843A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 神华集团有限责任公司 动平衡方法和装置
CN107389268A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 西安交通大学 一种基于快速算法的多点现场动平衡方法
CN110646141A (zh) * 2019-09-24 2020-01-03 华能(大连)热电有限责任公司 基于办公软件的旋转机械现场动平衡计算与调整方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009216686A (ja) * 2008-03-06 2009-09-24 Katsumi Tsuji 単一試行による剛性ロータのフィールドバランシング
CN104568313A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 湖南科技大学 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
CN105890843A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 神华集团有限责任公司 动平衡方法和装置
CN107389268A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 西安交通大学 一种基于快速算法的多点现场动平衡方法
CN110646141A (zh) * 2019-09-24 2020-01-03 华能(大连)热电有限责任公司 基于办公软件的旋转机械现场动平衡计算与调整方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
童东兵: "《计算机控制系统基础》", 31 March 2019, pages: 112 *
董鹏飞: "虚拟式现场动平衡测试系统的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *
董鹏飞: "虚拟式现场动平衡测试系统的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》, no. 04, 15 April 2011 (2011-04-15), pages 19 - 22 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115929660A (zh) * 2021-09-28 2023-04-07 中核核电运行管理有限公司 核电站主泵转子离线动平衡操作方法及动平衡去重工装
CN114184321A (zh) * 2021-11-30 2022-03-15 珠海华粤传动科技有限公司 一种离心摆减振器的平衡检测方法、装置及设备
CN114184321B (zh) * 2021-11-30 2024-04-05 珠海华粤传动科技有限公司 一种离心摆减振器的平衡检测方法、装置及设备
CN114646426A (zh) * 2022-03-21 2022-06-21 孝感松林智能计测器有限公司 一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法
CN114646426B (zh) * 2022-03-21 2023-02-14 孝感松林智能计测器有限公司 一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法
CN114520575A (zh) * 2022-03-25 2022-05-20 合肥通用机械研究院有限公司 一种用于低振动离心泵的转子动平衡校正方法
CN115014637A (zh) * 2022-04-19 2022-09-06 厦门大学 一种基于低转速测量的模态动平衡方法
CN114838872A (zh) * 2022-05-10 2022-08-02 浙江大学 一种超重力离心机动平衡长期监测方法
CN114838872B (zh) * 2022-05-10 2023-04-04 浙江大学 一种超重力离心机动平衡长期监测方法
WO2023216451A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 浙江大学 一种超重力离心机动平衡长期监测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112729681A (zh) 一种转子现场动平衡的检测方法及检测系统
CN102507205B (zh) 一种检测航空发动机风扇叶片颤振故障的方法
CN109488630B (zh) 基于谐波相对指标的离心风机转子不对中故障诊断方法
EP2259033B1 (en) Angular and torsional vibration monitoring of rotordynamic systems
CN110686764A (zh) 基于全相位差分原理的恒速叶片异步振动频率测量方法
CN102323058B (zh) 基于转轴应变信号的汽轮发电机组轴承载荷识别装置和方法
CN108731896B (zh) 一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置
CN102692180B (zh) 轴系热态对中装置及其方法
CN108827536B (zh) 一种组合回转系装配在线动平衡检测系统及检测方法
CN108644130B (zh) 一种泵组故障的检测方法
CN110553571A (zh) 一种轴系对中参数测量方法
CN201448194U (zh) 一种基于信息融合技术的风机振动监控装置
CN103245913A (zh) 大型发电机组次同步振荡信号检测与分析的方法及系统
CN104101464A (zh) 一种基于旋转坐标系的多轮盘转子动平衡检测方法
CN102095561A (zh) 一种大型汽轮机转动部件脱落故障定位方法
CN203798563U (zh) 一种径向滑动轴承测试系统装配结构
CN205520745U (zh) 电主轴机电一体化检测系统
Václavík et al. Torsion vibrations monitoring of turbine shafts
CN105180860B (zh) 一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法
CN201828333U (zh) 汽轮发电机组振动键相信号预处理电路
CN116577050A (zh) 一种航空发动机压气机转子叶片动态阻尼比测试方法
CN202101851U (zh) 基于转轴应变信号的汽轮发电机组轴承载荷识别装置
CN110441054B (zh) 联轴器连接状态下旋转机械轴系不对中故障状态检测方法
CN113494429B (zh) 一种风机叶片气动不平衡监测方法
CN212254562U (zh) 汽轮机动叶片振动监测系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Shaojie

Inventor after: Wu Binyun

Inventor after: Hou Liang

Inventor after: Bu Xiangjian

Inventor after: Chen Chunhua

Inventor before: Wang Shaojie

Inventor before: Wu Binyun

Inventor before: Chen Chunhua

Inventor before: Hou Liang

Inventor before: Bu Xiangjian

CB03 Change of inventor or designer information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210430

RJ01 Rejection of invention patent application after publication