專利名稱：可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)動件的動平衡技術(shù)。具體的說，它涉及雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動平衡
雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在生產(chǎn)和使用過程中一直受到不平衡引起的拍振困擾，嚴(yán)重影 響機(jī)組的使用壽命和周圍工作環(huán)境。雙轉(zhuǎn)子在生產(chǎn)過程中，只在動平衡機(jī)上對 內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子分別進(jìn)行單體工藝平衡，完成整機(jī)裝配后，因缺少相應(yīng)的平衡 設(shè)備不再做整機(jī)平衡。由于雙轉(zhuǎn)子是特殊的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子套筒結(jié)構(gòu)，很難保證裝 配精度，在實(shí)際支承條件下明顯下降。另外運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)子的磨損和變形也會 產(chǎn)生新的不平衡。如何解決該類雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡振動問題具有十分重要的 現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法。
可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法包括如下步驟
1) 分別在內(nèi)外轉(zhuǎn)子裝上基準(zhǔn)信號傳感器，在外轉(zhuǎn)子裝上測振傳感器；
2) 在內(nèi)外轉(zhuǎn)子任意周向位置各自加上一條標(biāo)記線，并在周向標(biāo)記角度，并使 內(nèi)外轉(zhuǎn)子0。線重合；
3) 脫開差速器，改變差速器內(nèi)過渡法蘭的連接方式，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動；
4) 通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重，采用影響系數(shù)法，求得合不平衡量^;
5) 停機(jī)，將內(nèi)外轉(zhuǎn)子錯開"。角度后，再使其同步轉(zhuǎn)動，采用影響系數(shù)法，通 過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重求得M左，且M左^F左外+F左內(nèi)；
6) 采用以下方程求得左校正面M加、"、M左外、/ ;
A/a::M左外+JI/左內(nèi)
M左^M左外+Af'左內(nèi)
Af左外ilf左外e'"
M左:內(nèi)二7l/左內(nèi)e'^
仏:內(nèi)-M左內(nèi)e—。)
其中M站為左校正面內(nèi)轉(zhuǎn)子的不平衡量，M左rt為左校正面外轉(zhuǎn)子的不平衡 量，《、 -為相位角；
7) 采用上述方法求得右校正面內(nèi)外轉(zhuǎn)子的各自不平衡量；
8) 分別在內(nèi)外轉(zhuǎn)子左、右校正面的不平衡量的對面裝上上述求得的不衡量，
則整機(jī)平衡完成。
所述的改變差速器內(nèi)過渡法蘭的連接方式，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動在同步 小差速雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子差速很小情況下，當(dāng)差速器脫鉤時，通過差速器 外的銷子，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子在任意初始錯位角度下的同步轉(zhuǎn)動。
所述的通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重，采用影響系數(shù)法，求得合不平衡量P方 法為
設(shè)轉(zhuǎn)子的左校正面和右校正面上分別存在不平衡量^^和M^ ，其大小分別
1) 在額定轉(zhuǎn)速下，分別測得由原始不平衡量和造成的軸承左端A和右端B 的不平衡振動為I,和X"
2) 在左校正面I加試重/^，在左軸承處和右軸承處分別測得不平衡振動為 義,,.和^,。令^和Z2,為左校正面試加重^后所引起的左、右軸承座振動的變 化，令單位試重引起的振動變化為影響系數(shù)，即
j 二 ^11 二 4 - S = Z21 二 Z見-Zg _
L 附,m, ， Lm,附￡ ，
3) 移去試加重m,，在右校正面II加試重 ，在左軸承A和右軸承B處分別 測得不平衡振動為X^和J^。同理為平面II上加試重^所引起的左、右軸承座 振動的變化，單位試重引起的振動變化為影響系數(shù)，即
j —《2 一義i - AR _ X22 — Jf朋-& 力W — 一 'A _ 一
4) 根據(jù)影響系數(shù)的物理含義，可以得出
A =^r左+4M右 義fi=JB,Mt+JS。M亡
解上式方程可得<formula>formula see original document page 6</formula>
本發(fā)明首次提出將同步運(yùn)行的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子等效成一個單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，讓系統(tǒng) 在兩種錯位方式下作同步轉(zhuǎn)動，并對其進(jìn)行整機(jī)平衡分別求取系統(tǒng)在不同錯位 角下的等效合不平衡量，根據(jù)錯位條件下等效合不平衡量與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子實(shí)際不 平衡量之間的關(guān)系，識別出內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的不平衡量，然后根據(jù)識別得到的內(nèi)、 外轉(zhuǎn)子的不平衡量，進(jìn)行加重或去重，到達(dá)降低雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡振動的目的。 該方法將對復(fù)雜的小差速雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動平衡問題，轉(zhuǎn)化為簡單的單轉(zhuǎn)子動平衡 問題。因此平衡時，只需要識別外轉(zhuǎn)子軸承座處的振動，同時獲得外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 速信號作為平衡所需要的基準(zhǔn)信號，通過在外轉(zhuǎn)子上試加重，即可實(shí)現(xiàn)對該類 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的整機(jī)動平衡。有效地解決了內(nèi)轉(zhuǎn)子無法取基準(zhǔn)信號的難題，避免了 現(xiàn)有動平衡方法，為獲得內(nèi)基準(zhǔn)，需要對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行改造，費(fèi)時且會影響機(jī) 器性能的缺點(diǎn)。另外應(yīng)用該法識別內(nèi)、外轉(zhuǎn)子不平衡量時，由于不需要對內(nèi)轉(zhuǎn) 子進(jìn)行試加重，僅在識別成功后，根據(jù)識別結(jié)果在內(nèi)轉(zhuǎn)子左右校正面加重或去 重。避免了原方法需要試加重的弊端，大幅度減少了平衡時間，提高了平衡效 率。


圖1是內(nèi)、外轉(zhuǎn)子0。錯位下轉(zhuǎn)動示意圖； 圖2是內(nèi)、外轉(zhuǎn)子《。錯位下轉(zhuǎn)動示意圖。
具體實(shí)施例方式
可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法包括如下步驟
1) 分別在內(nèi)外轉(zhuǎn)子裝上基準(zhǔn)信號傳感器，在外轉(zhuǎn)子裝上測振傳感器；
2) 在內(nèi)外轉(zhuǎn)子任意周向位置各自加上一條標(biāo)記線，并在周向標(biāo)記角度，并使 內(nèi)外轉(zhuǎn)子0°線重合；
3) 脫開差速器，改變差速器內(nèi)過渡法蘭的連接方式，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動；
4) 通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重，采用影響系數(shù)法，求得合不平衡量m;
5) 停機(jī)，將內(nèi)外轉(zhuǎn)子錯開"。角度后，再使其同步轉(zhuǎn)動，采用影響系數(shù)法， 通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重求得^'左，且m'左-IT左外+^左內(nèi)；
6采用以下方程求得左校正面m左rt、 《、 m左外、
A/〃二M左外+M左內(nèi)
M左二M左外+Af'左內(nèi) M左外-M左外e'" A/々:內(nèi)二M"左內(nèi)e'" ^'左內(nèi)二M左內(nèi)e'("他')
其中M左rt為左校正面內(nèi)轉(zhuǎn)子的不平衡量，M左rt為左校正面外轉(zhuǎn)子的不平衡 量，《、 -為相位角；
7)采用上述方法求得右校正面內(nèi)外轉(zhuǎn)子的各自不平衡量；
8)分別在內(nèi)外轉(zhuǎn)子左、右校正面的不平衡量的對面裝上上述求得的不衡量， 則整機(jī)平衡完成。
所述的改變差速器內(nèi)過渡法蘭的連接方式，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動在同步 小差速雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子差速很小情況下，當(dāng)差速器脫鉤時，通過差速器 外的銷子，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子在任意初始錯位角度下的同步轉(zhuǎn)動。
所述的通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重，采用影響系數(shù)法，求得合不平衡量^方 法為
設(shè)轉(zhuǎn)子的左校正面和右校正面上分別存在不平衡量Ms和Mg ，其大小分別
1) 在額定轉(zhuǎn)速下，分別測得由原始不平衡量和造成的軸承左端A和右端B
的不平衡振動為x,和;^;
2) 在左校正面I加試重^，在左軸承處和右軸承處分別測得不平衡振動為
A,和&。令A(yù)和A為左校正面試加重 后所引起的左、右軸承座振動的變 化，令單位試重引起的振動變化為影響系數(shù)，即
^ = Al = ^4l - Ag 二 Al 二 Al — A .
3) 移去試加重氣，在右校正面II加試重^，在左軸承A和右軸承B處分別
測得不平衡振動為x^和^^。同理為平面n上加試重^所引起的左、右軸承座
振動的變化，單位試重引起的振動變化為影響系數(shù)，即
<formula>formula see original document page 8</formula>
4)根據(jù)影響系數(shù)的物理含義，可以得出 爿丄^左+^ ^右
解上式方程可得
<formula>formula see original document page 8</formula>
可同歩雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法具體實(shí)驗(yàn)方案
對原有的可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行改造，改造后的雙轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)， 內(nèi)、外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可調(diào)，且最高轉(zhuǎn)速可以工作在一階臨界轉(zhuǎn)速以上。即可以通過 調(diào)整轉(zhuǎn)速，模擬系統(tǒng)在剛性和撓性轉(zhuǎn)子情況；內(nèi)、外轉(zhuǎn)子可以在不同轉(zhuǎn)速，多 種錯位條件下進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，從而可進(jìn)行該類轉(zhuǎn)子的整機(jī)動平衡的實(shí)驗(yàn)研究； 此外，在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的四個校正面都做成可在任意角度自由配置在內(nèi)、外校正 面上，從而實(shí)現(xiàn)不需拆卸任何轉(zhuǎn)子就能實(shí)現(xiàn)整機(jī)平衡實(shí)驗(yàn)研究。在模擬機(jī)上的 實(shí)驗(yàn)完畢后，再在一臺型號為WL360的臥螺離心機(jī)上進(jìn)行整機(jī)平衡的實(shí)驗(yàn)和考 核。
權(quán)利要求
1.一種可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法，其特征在于包括如下步驟1)分別在內(nèi)外轉(zhuǎn)子裝上基準(zhǔn)信號傳感器，在外轉(zhuǎn)子裝上測振傳感器；2)在內(nèi)外轉(zhuǎn)子任意周向位置各自加上一條標(biāo)記線，并在周向標(biāo)記角度，并使內(nèi)外轉(zhuǎn)子00線重合；3)脫開差速器，改變差速器內(nèi)過渡法蘭的連接方式，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動；4)通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重，采用影響系數(shù)法，求得合不平衡量id="icf0001" file="S2007101644044C00011.gif" wi="6" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>5)停機(jī)，將內(nèi)外轉(zhuǎn)子錯開α0角度后，再使其同步轉(zhuǎn)動，采用影響系數(shù)法，通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重求得id="icf0002" file="S2007101644044C00012.gif" wi="9" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>且id="icf0003" file="S2007101644044C00013.gif" wi="38" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>6)采用以下方程求得左校正面M左內(nèi)、α、M左外、β；id="icf0004" file="S2007101644044C00014.gif" wi="30" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>id="icf0005" file="S2007101644044C00015.gif" wi="32" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>id="icf0006" file="S2007101644044C00016.gif" wi="24" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>id="icf0007" file="S2007101644044C00017.gif" wi="24" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>id="icf0008" file="S2007101644044C00018.gif" wi="34" he="4" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>其中M左內(nèi)為左校正面內(nèi)轉(zhuǎn)子的不平衡量，M左內(nèi)為左校正面外轉(zhuǎn)子的不平衡量，α、β為相位角；7)采用上述方法求得右校正面內(nèi)外轉(zhuǎn)子的各自不平衡量；8)分別在內(nèi)外轉(zhuǎn)子左、右校正面的不平衡量的對面裝上上述求得的不衡量，則整機(jī)平衡完成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識 別方法，其特征在于所述的改變差速器內(nèi)過渡法蘭的連接方式，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子同 步轉(zhuǎn)動在同步小差速雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子差速很小情況下，當(dāng)差速器脫鉤 時，通過差速器外的銷子，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子在任意初始錯位角度下的同步轉(zhuǎn)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法，其特征在于所述的通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重，采用影響系數(shù)法，求得合不平衡量^方法為設(shè)轉(zhuǎn)子的左校正面和右校正面上分別存在不平衡量i^和M力，其大小分別 為M左和A/右。1) 在額定轉(zhuǎn)速下，分別測得由原始不平衡量和造成的軸承左端A和右端B的不平衡振動為^和A;2) 在左校正面I加試重氣，在左軸承處和右軸承處分別測得不平衡振動為 A,和Xw'。令Xu和A,為左校正面試加重^后所引起的左、右軸承座振動的變 化，令單位試重引起的振動變化為影響系數(shù)，即<formula>formula see original document page 3</formula>3) 移去試加重氣，在右校正面II加試重^，在左軸承A和右軸承B處分別測得不平衡振動為^^和^^。同理為平面n上加試重^所引起的左、右軸承座 振動的變化，單位試重引起的振動變化為影響系數(shù)，即<formula>formula see original document page 3</formula>4) 根據(jù)影響系數(shù)的物理含義，可以得出 解上式方程可得
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可同步雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子不平衡量快速識別方法。方法1)在內(nèi)外轉(zhuǎn)子裝上基準(zhǔn)信號傳感器，在外轉(zhuǎn)子裝上測振傳感器；2)在內(nèi)外轉(zhuǎn)子任意周向加上標(biāo)記線，并在周向標(biāo)記角度，并使內(nèi)外轉(zhuǎn)子0°線重合；3)改變差速器內(nèi)過渡法蘭的連接方式，使同步轉(zhuǎn)動；4)通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重，求得合不平衡量M；5)停機(jī)，將內(nèi)外轉(zhuǎn)子錯開α₀角度后，再使其同步轉(zhuǎn)動，通過在外轉(zhuǎn)子上兩次試加重求得M’_左；6)求得左校正面M_左內(nèi)、α、M_左外、β；7)同理求得右校正面各自不平衡量；8)在左、右校正面的不平衡量的對面裝上求得的不衡量，整機(jī)平衡完成。本發(fā)明有效地解決了內(nèi)轉(zhuǎn)子無法取基準(zhǔn)信號的難題，避免需要試加重的弊端，大幅減少了平衡時間，提高了平衡效率。
文檔編號G01M1/00GK101178335SQ20071016440
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者張志新, 李錫林, 賀世正, 鐘越波 申請人:浙江大學(xué)