本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)機(jī)械信號(hào)處理技術(shù)及其在高速自動(dòng)平衡中的應(yīng)用

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【摘要】：為了獲得更高的加工精度和加工效率,機(jī)床主軸、透平機(jī)等一系列旋轉(zhuǎn)機(jī)械正朝著智能化,高速化方向發(fā)展。然而,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)所受的不平衡力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,隨著機(jī)器轉(zhuǎn)速的提高,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)器振動(dòng)加劇,被加工件產(chǎn)生表面波紋和增大表面粗糙度值,嚴(yán)重影響機(jī)器加工精度。因此,尋求一種高效率的自動(dòng)平衡技術(shù)尤為重要。首先,平衡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線調(diào)控的一個(gè)重要前提是精確提取振動(dòng)信號(hào)的幅值和相位,該因素同樣影響著系統(tǒng)的平衡速度和平衡精度。其次,配重次數(shù)也成為影響平衡效率的一個(gè)因素。為實(shí)現(xiàn)快速現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡,無(wú)試重平衡法成為首選方式。考慮到上述情況,本論文的主要工作如下：(1)首先,闡述了國(guó)內(nèi)外信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并列舉了現(xiàn)有的信號(hào)處理算法；其次,闡明了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)加速度信號(hào)積分方法的研究,從時(shí)域法和頻域法分別展開(kāi)論述；最后,詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外無(wú)試重動(dòng)平衡技術(shù)的研究狀況,奠定了本課題研究的發(fā)展方向。(2)設(shè)計(jì)了具備頻譜分析、偏擺補(bǔ)償、整周期數(shù)據(jù)采集、同頻信號(hào)提取和振動(dòng)超限報(bào)警等功能的數(shù)采器,并介紹了跟蹤濾波、互功率及正弦逼近三種算法。(3)針對(duì)實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)中速度傳感器及位移傳感器會(huì)受到客觀條件制約等一系列問(wèn)題,研究了加速度信號(hào)積分法。(4)在工程現(xiàn)場(chǎng)中,多次配重必將導(dǎo)致時(shí)間與金錢的浪費(fèi),因而基于有限元軟件,從臨界轉(zhuǎn)速、振型、加重響應(yīng)等方面對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,研究了無(wú)試重動(dòng)平衡理論。(5)針對(duì)信號(hào)幅值和相位的三種提取算法,基于氣壓液體式自動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證；針對(duì)加速度信號(hào)的兩種積分方法,基于電磁型雙配重盤平衡系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)比兩種算法的積分精度；針對(duì)氣壓液體式自動(dòng)平衡系統(tǒng)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性,基于氣壓液體式自動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái),有效進(jìn)行了自動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了模型仿真結(jié)論的正確性。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)平衡 信號(hào)處理 無(wú)試重 動(dòng)力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.7;TH113.25
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 課題來(lái)源及研究目的和意義16-17
• 1.1.1 課題來(lái)源16
• 1.1.2 研究目的和意義16-17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 振動(dòng)信號(hào)幅值和相位的提取方法研究概述17-18
• 1.2.2 振動(dòng)加速度信號(hào)積分方法研究概述18-19
• 1.2.3 自動(dòng)平衡系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析19-21
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)21-22
• 1.3.1 論文研究?jī)?nèi)容21
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排21-22
• 1.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)22-24
• 第二章 不平衡振動(dòng)信號(hào)幅值和相位實(shí)時(shí)提取方法研究24-38
• 2.1 引言24
• 2.2 自動(dòng)平衡系統(tǒng)數(shù)采器24-25
• 2.3 不平衡振動(dòng)信號(hào)幅值和相位的提取25-26
• 2.4 跟蹤濾波法26-29
• 2.4.1 跟蹤濾波法仿真27-28
• 2.4.2 跟蹤濾波法改進(jìn)28-29
• 2.5 互功率法29-33
• 2.5.1 互功率法仿真30-31
• 2.5.2 互功率法改進(jìn)31-33
• 2.6 正弦逼近法33-35
• 2.6.1 正弦逼近法仿真33-35
• 2.6.2 正弦逼近法改進(jìn)35
• 2.7 三種算法對(duì)比分析35-37
• 2.8 本章小結(jié)37-38
• 第三章 振動(dòng)加速度信號(hào)積分方法研究38-50
• 3.1 引言38
• 3.2 數(shù)字積分算法38-46
• 3.2.1 數(shù)字積分背景38-39
• 3.2.2 時(shí)域積分法原理39-41
• 3.2.3 時(shí)域積分法仿真41-42
• 3.2.4 頻域積分法原理42-44
• 3.2.5 頻域積分法仿真44-46
• 3.3 誤差評(píng)價(jià)46-47
• 3.4 兩種積分算法對(duì)比分析47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 氣壓液體式自動(dòng)平衡系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析50-68
• 4.1 引言50
• 4.2 動(dòng)力學(xué)分析理論基礎(chǔ)50-54
• 4.2.1 剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)模型50-52
• 4.2.2 剛性轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng)52-53
• 4.2.3 影響系數(shù)法平衡原理53-54
• 4.3 基于DyRoBeS的氣壓液體式自動(dòng)平衡系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析54-66
• 4.3.1 氣壓液體式自動(dòng)平衡系統(tǒng)有限元模型54-55
• 4.3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)靜變形及軸承剛度分析55-60
• 4.3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡響應(yīng)分析60-65
• 4.3.4 固定轉(zhuǎn)速下的影響系數(shù)65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 第五章 信號(hào)處理技術(shù)以及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究68-84
• 5.1 引言68
• 5.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹68-73
• 5.2.1 氣壓液體式自動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹68-71
• 5.2.2 電磁型雙配重盤平衡系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹71-73
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證73-81
• 5.3.1 不平衡振動(dòng)信號(hào)幅值和相位實(shí)時(shí)提取方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證73-75
• 5.3.2 振動(dòng)加速度信號(hào)積分方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證75-78
• 5.3.3 自動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證78-81
• 5.4 本章小結(jié)81-84
• 第六章 結(jié)論與展望84-86
• 6.1 研究成果總結(jié)84-85
• 6.2 對(duì)于本課題研究的展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-92
• 研究成果和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92-94
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介94-96
• 附件96-97

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