双面卧式硬支承平衡机振动簧板扭转刚度研究及误差分析

摘要

双面卧式动平衡机是利用刚性转子的二面平衡原理，将转子的不平衡量向特定的两校正面简化进行测量和校正的平衡机。双面硬支承动平衡机的两种力学解算方法为影响系数法和 ABC永久定标法。ABC法操作简单，通用性强，只要测量出A，B，C各个尺寸，置入校正平面分离电路，设定即告完成。传统的ABC法只考虑支承簧板的平动刚度而忽略扭转刚度，即略去惯性力矩和扭摆效应的影响，加之传统的摆架振动结构没有实现平动振动与扭摆振动的有效机械分离，且摆架系统的振动中心是随试重位置改变而变化的，由此产生较大的动平衡机平面分离误差和测量误差，影响平衡效果。
　　论文针对双面卧式硬支承平衡机忽略摆架扭转效应后，采用刚体静力学理论进行标定和测量时存在分离比和测量误差较大的问题进行探讨。首先建立了弹性摆架的振动模型，通过振动力学方程分析了不同试重位置时摆架振动中心的变化规律。独立推导了矩形截面簧板绕振动中心扭转的刚度公式，研究了簧板扭转刚度作为变量与振动结构位置的关系，提出摆架的扭转刚度随不平衡量位置的变化而变化，该扭转刚度并不是一个常量的观点，这是传统动平衡研究没有考虑到的。最后以不同试重位置下标定的振动传感器比例系数分析为实验内容开展了动平衡实验。
　　所得实验数据的分析证明了忽略扭摆效应时ABC法测量原理的不合理性，同时，实验求出的扭转刚度值与理论扭转刚度值吻合，这验证了所推导的扭转刚度公式的正确性。文中不同测量平面下的分离比曲线图和不同测量平面下量值误差对比表均反映了摆架系统因扭转效应引起的误差变化规律，能有效评判 ABC法测量原理的适用范围，对优化平衡机标定过程和测控系统的解算原理有一定的参考意义。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 动平衡技术发展概况

1.2 双面动平衡机摆架系统概况

1.3 课题的背景和意义

1.4 本文主要内容

2 转子动平衡理论

2.1转子不平衡原理及表现

2.2 转子不平衡分类

2.3 平衡条件

2.4 双面平衡方法

2.5 动平衡精度等级

2.6 本章小结

3 摆架系统振动中心的确定

3.1 双面卧式平衡机摆架系统

3.2 摆架系统振动分析

3.3 转子振动中心计算

3.4 本章小结

4 簧板绕振动中心扭摆的刚度研究

4.1 簧板绕振动中心的扭转刚度公式推导

4.2 运用叠加原理求解刚度方程

4.3 扭转刚度与簧板位置结构的关系

4.4 本章小结

5 振动簧板扭摆刚度实验及分析

5.1 双面卧式动平衡实验设备

5.2 振动传感器比例系数实验

5.3 扭转刚度理论值与实验值计算

5.4 本章小结

6 扭摆效应对测量的影响及误差分析

6.1 误差类别

6.2 误差传递定律

6.3 簧板扭转刚度对分离比的影响

6.4 扭摆效应引起的测量误差

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的期刊论文目录：

B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目：