CN1587944A - 多轴、多转子动平衡试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能进行多轴系、多转子动平衡的试验方法。该方法的步骤如下：(1)装配前，先逐个对转子进行动平衡试验，使其平衡误差达到标准规定范围以内；(2)将各个转子装配到位；(3)任选其中一个转子做为测量基准使整机按工况旋转，抽取系统P个振动周期的不平衡信号(P为系统所有转子振动周期的最小公倍数或其整数倍)，并对该基准转子进行动平衡；(4)在其余的转子中再选一转子做为测量基准使整机按工况旋转，抽取系统P个振动周期的不平衡信号(P为系统所有转子振动周期的最小公倍数或其整数倍)，并对该基准转子进行动平衡；(5)重复步骤(4)，直至将所有的转子动平衡完毕，即可完成整机试验。

Description

多轴、多转子动平衡试验方法

技术领域

本发明涉及一种动平衡试验方法，尤其是能进行多轴系、多转子动平衡的试验方法。

背景技术

随着现代机器产品向高速、高精度方向发展，对机器产品动平衡质量的要求也不断提高。对许多机器来说，不仅需要在制造过程中对零部件进行精密平衡，而且需要对生产运行状态作现场监视和整机现场动平衡。动平衡技术从其诞生之日至今，已经发展众多成熟技术、方法。但是，这些技术、方法，都是针对单轴、单转速的。采用现有技术、方法，对多轴、多转速的设备进行动平衡，不仅费力、费时，而且不可能得到了令人满意的结果。

发明内容

为了解决多轴系、多转子的动平衡问题，本发明提供一种多轴、多转子动平衡试验方法，以解决多轴、多转子的动平衡问题，提高多轴、多转子的动平衡试验精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多轴、多转子动平衡试验方法，该方法的步骤如下：

(1)装配前，先逐个对转子进行动平衡试验，使其平衡误差达到标准规定范围以内；

(2)将各个转子装配到位；

(3)任选其中一个转子做为测量基准使整机按工况旋转，抽取系统P个振动周期的不平衡信号(P为系统所有转子振动周期的最小公倍数或其整数倍)，并对该基准转子进行动平衡；

(4)在其余的转子中再选一转子做为测量基准使整机按工况旋转，抽取系统P个振动周期的不平衡信号(P为系统所有转子振动周期的最小公倍数或其整数倍)，并对该基准转子进行动平衡；

(5)重复步骤(4)，直至将所有的转子动平衡完毕，即可完成整机试验。

所述的动平衡是通过增减配重的方法消除不平衡值的。

转子分别以不同的角速度转动。假设转子1的角速度为ω₁，振幅为A₁，初相位为φ₁，振动周期为T₁；转子2的角速度为ω₂，振幅为A₂，初相位为φ₂，振动周期为T₂；转子m的角速度为ω_m，振幅为A_m，初相位为φ_m，振动周期为T_m；p为T₁、T₂、…、T_m的最小公倍数；则在转子1的n₁₁个振动周期内，n₁₁＝p/T₁；n₂₁＝p/T₂；…；n_k1＝p/T_k，n_m1＝p/T_m；

假设对第k个转子进行动平衡，以转子k为测量基准，有

转子k：

Ak1、Ak2、…Aknk分别为以转子k为测量基准时，转子1，转子2，…转子k的振幅；φ_k1、φ_k2、…φ_knk分别为以转子k为测量基准时，转子1，转子2，…转子k的初相位。

对转子j，

j≠k

j＝1，2，…，k-1，  k+1，…，m，有

则 $\underset{i=1}{\overset{n1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{1i}{e}^{\mathrm{\φ}1i}=0,$ $\underset{i=1}{\overset{n2}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{2i}{e}^{\mathrm{\φ}2i}=0,$ $\·\·\·\underset{i=1}{\overset{n_m}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{mi}}{e}^{\mathrm{\φmi}}=0$

j＝1，2，…，k-1，k，k+1，…，m，则

$\underset{i=1}{\overset{n1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{1i}{e}^{\mathrm{\φ}1i}+\underset{i=1}{\overset{n2}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{2i}{e}^{\mathrm{\φ}2i}+\·\·\·\underset{i=1}{\overset{n_m}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{mi}}{e}^{\mathrm{\φmi}}=n_{k1}{A}_{k1}{e}^{\mathrm{\φk}1}$

从而实现了对转子k不平衡信号的抽取。

据此，则可依次进行转子1、转子2、…、转子m的动平衡，最终达到整机的动平衡。

本发明的方法，每一步都利用了传统的动平衡技术，但采用了独创的按公倍数导出平均段数的集合平均技术，实现多转子逐一平衡，最终实现整机的动平衡。使用本发明进行多轴、多转速动平衡，不仅具有很高的平衡精度，而且实用、可靠、方便，解决了现有平衡机不能对不同转速下多转子现场动平衡的问题，给多轴、多转子动平衡试验开辟了一条崭新的途径，有很高的技术价值和实用价值。

附图说明

图1为本发明的双转子系统例如矿用离心机的示意图；

图2为图1的双转子系统的矢量图。

图中序号1为转子1，序号2为转子2，其工作时，两个转子分别以ω₁、ω₂旋转，ω₁＝2rad/s，ω₂＝2.5rad/s，转子1的振幅为A₁，初相位为φ₁，振动周期为 $T_1=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\ω}1};$ 转子2的振幅为A₂，初相位为φ₂，振动周期为 $T_2=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\ω}1}.$

具体实施方式

对于图1所示的双转子系统，装配前，将转子1和转子2分别进行动平衡试验，使其平衡误差在相关标准规定范围内。装配后，

转子1的振动矢量为  A₁₁＝A₁₁e^φ11

转子2的振动矢量为  A₂₁＝A₂₁e^φ21

以转子1为测量基准，使转子1、转子2同时旋转，抽取整个离心机的不平衡信号，周期p＝5时，对于离心机

因 $\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{2i}{e}^{\mathrm{\φ}2i}=0$

$\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{1i}{e}^{\mathrm{\φ}1i}+\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{2i}{e}^{\mathrm{\φ}2i}=5A_{11}{e}^{\mathrm{\φ}11}$

A₁₁e^φ11即为转子1的不平衡量值，通过增减配重的方法加以消除。

以转子2为测量基准，使转子1、转子2同时旋转，抽取整个离心机的不平衡信号，周期p＝4时，对于离心机

因 $\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{1i}{e}^{\mathrm{\φ}1i}=0$

$\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{1i}{e}^{\mathrm{\φ}1i}+\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{2i}{e}^{\mathrm{\φ}2i}=4A_{21}{e}^{\mathrm{\φ}21}$

A₂₁e^φ21即为转子1的不平衡量值，通过增减配重的方法加以消除。

至此，整个离心机的动平衡即告完成。

两个以上的多转子、多转轴系统，可以按照上述例子依次类推，此处不再赘述，但仍应属于本发明的技术方案并应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1、一种多轴、多转子动平衡试验方法，其特征在于，该方法的步骤如下：

(1)装配前，先逐个对转子进行动平衡试验，使其平衡误差达到标准规定范围以内；

(2)将各个转子装配到位；

(3)任选其中一个转子做为测量基准使整机按工况旋转，抽取系统P个振动周期的不平衡信号(P为系统所有转子振动周期的最小公倍数或其整数倍)，并对该基准转子进行动平衡；

(4)在其余的转子中再选一转子做为测量基准使整机按工况旋转，抽取系统P个振动周期的不平衡信号(P为系统所有转子振动周期的最小公倍数或其整数倍)，并对该基准转子进行动平衡；

(5)重复步骤(4)，直至将所有的转子动平衡完毕，即可完成整机试验。

2、根据权利要求1所述的动平衡试验方法，其特征在于，所述的动平衡是通过增减配重的方法消除不平衡值的。