非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量識別.pdf

1、目前,線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動平衡已經(jīng)得到了很好的發(fā)展,一些技術方法都已經(jīng)很成熟.影響系數(shù)法和模態(tài)平衡法是經(jīng)常采用的兩種方法.它們都是建立在線性理論的基礎上的.隨著轉(zhuǎn)子向高速、輕載方向發(fā)展,轉(zhuǎn)子的非線性程度增加,當振幅超標時,一般的擾動相對較大,非線性程度也較大.如果用線性理論分析非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)則誤差相對較大.雖然可以用多次平衡的方法來降低轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性特性.但是需要以多次的開停車為代價.而有時候開停車的費用很昂貴.因此,有必要找出一種識別非

2、線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡量的方法.目前這方面的研究并不是很多.有些學者將非線性系統(tǒng)的參數(shù)識別與不平衡量識別結(jié)合起來.雖然取得了一定的效果,但是過程都非常復雜,而且需要花費很多的時間.本文提出了一種新的非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的識別方法.在不識別軸承參數(shù)的情況下,能很快計算出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量. 本文首先介紹了用于分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學模型.運動方程是根據(jù)基于達朗伯原理的牛頓一歐拉公式推導出來的.為了簡化多自由度系統(tǒng)的計算,采用了模態(tài)降解的方法降低系

3、統(tǒng)的自由度. 軸承的非線性動力特性是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)呈現(xiàn)出非線性的一個主要原因.在以前的研究工作中,學者們把大量的注意力放在了非線性參數(shù)的識別上,而這對于不平衡量的識別來說不是必需的.在本文提出的識別方法中,將所有與非線性軸承參數(shù)有關聯(lián)的作用力都歸結(jié)到一個參數(shù)即油膜力中來表示.在實際工作中,油膜力接近于周期力,可以將其用傅立葉展開.而不平衡力始終是一個頻率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速頻率即工頻相同的周期力.將轉(zhuǎn)子振動的工頻信號分離出來,就可以識別出不平

4、衡量了.當然識別的結(jié)果中也含有油膜力的工頻分量.但是可以通過軸承與轉(zhuǎn)子位置的不同將兩者分離開來.本文詳細介紹了識別公式的推導過程以及在求解方程時所需要滿足的條件. 為了驗證這種識別方法的正確性.本文采用了仿真計算的方法.在仿真過程中,先分析了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性特性隨著不平衡量增長的變化.通過比較平衡前后的振動響應幅值,驗證了這種方法下的動平衡具有很好的效果.仿真結(jié)果顯示,在非線性特性較強的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中,該識別方法仍然能夠得到很好的結(jié)