智能双面动平衡机系统研究

摘要

刚性转子的旋转轴线如果与其中心主惯性轴不重合，则此转子是不平衡的，不平衡将会在轴承上产生周期性惯性力，引起振动，甚至损坏机器设备。因此，平衡技术是制约机械工业发展的关键技术之一，动平衡机的研究对工业技术水平的发展具有重要的理论和实际意义。 硬支承动平衡机由于其明显的优越性，己逐渐成为动平衡机发展的主流。本文以卧式双面硬支承动平衡机系统为研究对象，论述了动平衡技术的历史、现状和发展趋势，以及动平衡机的结构。推导了双面硬支承动平衡机的两种力学解算方法：影响系数法和A-B-C法，提出将影响系数法应用于硬支承动平衡机，并设计了基于影响系数法的测量软件。推导了双面平衡转子的振动方程，分析了硬支承动平衡机的支架非线性误差对振动幅值与相位的影响，并绘制了关系曲线。阐述了弹性元件的设计方法和振动系统参数的选择方法。 本文提出了动平衡机电测系统的新的实现方案，设计研制了智能双面动平衡机电测系统，该系统克服了以往动平衡机实时性和抗干扰性差的缺点，本文介绍了其硬件构成、测量原理，并分别设计了上、下位机的软件。针对动平衡机的工作环境恶劣和复杂，干扰严重的特点，采用了软件抗干扰技术，本文详细论述了软件冗余、软件陷阱、“Watchdog”和故障自动恢复处理等技术原理和程序设计方法。 实验证明本文研究的动平衡机操作简便，平衡精度较高，能够满足生产实际双面平衡测试的需求，具有较好的实用价值和市场前景。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1转子不平衡产生的主要原因及危害

1.2转子平衡技术发展的历史与现状

1.3动平衡机的主要组成及平衡技术发展趋势

1.4平衡工艺与方法简介

1.5本文研究的目的和内容

2双面平衡的力学原理与分析

2.1刚性转子平衡的力学研究

2.1.1基本原理

2.1.2转子不平衡的类型

2.2双面平衡的力学依据

2.3双面硬支承动平衡机力学解算方法

2.3.1 A-B-C法

2.3.2影响系数法

2.4夹具补偿的力学分析

3振动系统分析与设计

3.1三自由度不平衡转子的振动规律

3.2转子不平衡量与振幅和相位的关系分析

3.3硬支承平衡机支架非线性误差

3.4硬支承平衡机弹性元件设计方法

3.4.1振动系统应满足的基本要求

3.4.2弹性元件设计方法

3.5硬支承动平衡机振动系统参数选择

3.5.1惯性力误差与系统参数的关系

3.5.2转子重量与平衡转速的约束关系

4电测系统设计

4.1系统组成及测量原理

4.2硬件设计

4.3系统软件设计

4.3.1上位机软件流程

4.3.2下位机软件流程

4.3.3串口通讯协议

4.4软件抗干扰技术的应用

4.4.1软件冗余技术

4.4.2软件陷阱

4.4.3“Watchdog”的应用

4.4.4故障自动恢复处理程序

5动平衡精度及测试系统实验

5.1动平衡机的精度与指标

5.1.1平衡精度等级

5.1.2校正面许用不平衡量的计算

5.1.3平衡精度指标的讨论

5.2测试系统实验

6结论

致谢

参考文献