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(shù)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(chǔ)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(dāng)振幅超標(biāo)時(shí),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(jià).而有時(shí)候開停車的費(fèi)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(xué)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(fù)雜,而且需要花費(fèi)很多的時(shí)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(jì)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(xué)模型.運(yùn)動方程是根據(jù)基于達(dá)朗伯原理的牛頓一歐拉公式推導(dǎo)出來的.為了簡化多自由度系統(tǒng)的計(jì)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(gè)主要原因.在以前的研究工作中,學(xué)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(guān)聯(lián)的作用力都?xì)w結(jié)到一個(gè)參數(shù)即油膜力中來表示.在實(shí)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(gè)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(dāng)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(xì)介紹了識別公式的推導(dǎo)過程以及在求解方程時(shí)所需要滿足的條件. 為了驗(yàn)證這種識別方法的正確性.本文采用了仿真計(jì)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(yīng)幅值,驗(yàn)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(qiáng)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中,該識別方法仍然能夠得到很好的結(jié)