基于磁流變阻尼器的密封流體激振半主動控制及銑床和車床的振動主動控制
發(fā)布時間:2021-06-16 01:16
旋轉(zhuǎn)機械在運行的過程中,會由于各種原因產(chǎn)生振動故障,而振動故障的發(fā)生會引起停機、爆炸等事故,嚴重時造成較大的經(jīng)濟損失以及人員傷亡。因此,研究有效的減振技術,控制此類機械在運行過程中的振動,對生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性有極大的重要性。本文主要研究了透平機械的密封間隙流體激振及銑床和車床加工過程中的振動控制方法。采用磁流變阻尼器這一新型阻尼器,利用LabVIEW軟件編寫PID控制程序,實現(xiàn)對密封間隙流體激振的半主動控制;監(jiān)測銑床和車床實際加工過程中的振動數(shù)據(jù),并采用正交實驗法研究三個加工參數(shù)對機床振動影響的強弱;采用主動阻尼裝置(Active Damper Device,簡稱ADD)對銑床的主軸和車床的刀架進行振動主動控制,并對比施加控制前后銑床主軸和車床刀架的振動峰值和加工工件的表面質(zhì)量,分析主動阻尼裝置對銑床和車床振動的控制效果以及對加工精度的提高作用。所做主要工作總結(jié)如下:(1)使用Dyrobes軟件建立轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)的模型,理論計算該系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速及振型,對比有無阻尼情況下系統(tǒng)轉(zhuǎn)子的軸心軌跡,從理論上證明施加阻尼可以降低轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)的振動。在此基礎上搭建了振動控制實驗臺,在合適的位...
【文章來源】:北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1迷宮密封結(jié)構(gòu)??Fig.?1-1?Structure?of?the?labyrinth?seal??在迷宮密封結(jié)構(gòu)中,轉(zhuǎn)子和密封之間存在密封間隙,作為介質(zhì)的流體在流經(jīng)??
通過流體和轉(zhuǎn)子上葉片的相互作用能夠根據(jù)需要實現(xiàn)流體能量和機械能之??間的相互轉(zhuǎn)化。在透平機械的端面,為了防止高速轉(zhuǎn)軸和周圍的固定部件發(fā)生碰??磨,常采用迷宮密封,迷宮密封的結(jié)構(gòu)多種多樣[3],如圖1-1所示。??孩光軸式?b萬我式??奪-諭??c?t撈式?ct階樑式??圖1-1迷宮密封結(jié)構(gòu)??Fig.?1-1?Structure?of?the?labyrinth?seal??在迷宮密封結(jié)構(gòu)中,轉(zhuǎn)子和密封之間存在密封間隙,作為介質(zhì)的流體在流經(jīng)??密封結(jié)構(gòu)時會進入到間隙中。當轉(zhuǎn)子在密封腔中發(fā)生渦動時,轉(zhuǎn)子周向上的間隙??不一致,進入密封間隙的流體具有很高的軸向速度和周向速度,通過密封腔時,??在各腔中形成了螺旋形的流動方式[4],如圖1-2?(a)所示。轉(zhuǎn)子周向上的流體流??動導致了流體壓力分布不均勻,并且與轉(zhuǎn)子周向上的間隙變化不同步。轉(zhuǎn)子在渦??動的同時受到流體給它的一個力,將這個力分解出一個與偏置方向相垂直的切向??力(即激振力)[5],如圖1-2?(b)所示,該切向力將激勵轉(zhuǎn)子產(chǎn)生渦動。當激振??力的頻率達到或超過轉(zhuǎn)子的固有頻率時
1.4振動主動控制技術??1.4.1振動主動控制的原理??如圖1-3,振動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)共同組成振動主動控制系統(tǒng),振動系統(tǒng)的振??動幅值需要被控制,控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器檢測到的信號,經(jīng)過控制器的分析反饋,??最終通過作動器做出相應的控制動作。??|?—na?振動佶U?I...……丨作川倍U????傳感器^?振動系統(tǒng)《??作動器???H控制器????反饋倍?1?控制信號??圖1-3主動控制系統(tǒng)方框圖??Fig.?1-3?Active?control?system?block?diagram??(1)傳感器是一種可以測量并輸出物理量的測量元件,使用傳感器測量需??要控制的振動信號是主動控制進行的第一步。傳感器的種類很多,不同種類的傳??感器功能各不相同,適用于不同的場合。按照作用方式,傳感器分為接觸式和非??5??
本文編號:3232075
【文章來源】:北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1迷宮密封結(jié)構(gòu)??Fig.?1-1?Structure?of?the?labyrinth?seal??在迷宮密封結(jié)構(gòu)中,轉(zhuǎn)子和密封之間存在密封間隙,作為介質(zhì)的流體在流經(jīng)??
通過流體和轉(zhuǎn)子上葉片的相互作用能夠根據(jù)需要實現(xiàn)流體能量和機械能之??間的相互轉(zhuǎn)化。在透平機械的端面,為了防止高速轉(zhuǎn)軸和周圍的固定部件發(fā)生碰??磨,常采用迷宮密封,迷宮密封的結(jié)構(gòu)多種多樣[3],如圖1-1所示。??孩光軸式?b萬我式??奪-諭??c?t撈式?ct階樑式??圖1-1迷宮密封結(jié)構(gòu)??Fig.?1-1?Structure?of?the?labyrinth?seal??在迷宮密封結(jié)構(gòu)中,轉(zhuǎn)子和密封之間存在密封間隙,作為介質(zhì)的流體在流經(jīng)??密封結(jié)構(gòu)時會進入到間隙中。當轉(zhuǎn)子在密封腔中發(fā)生渦動時,轉(zhuǎn)子周向上的間隙??不一致,進入密封間隙的流體具有很高的軸向速度和周向速度,通過密封腔時,??在各腔中形成了螺旋形的流動方式[4],如圖1-2?(a)所示。轉(zhuǎn)子周向上的流體流??動導致了流體壓力分布不均勻,并且與轉(zhuǎn)子周向上的間隙變化不同步。轉(zhuǎn)子在渦??動的同時受到流體給它的一個力,將這個力分解出一個與偏置方向相垂直的切向??力(即激振力)[5],如圖1-2?(b)所示,該切向力將激勵轉(zhuǎn)子產(chǎn)生渦動。當激振??力的頻率達到或超過轉(zhuǎn)子的固有頻率時
1.4振動主動控制技術??1.4.1振動主動控制的原理??如圖1-3,振動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)共同組成振動主動控制系統(tǒng),振動系統(tǒng)的振??動幅值需要被控制,控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器檢測到的信號,經(jīng)過控制器的分析反饋,??最終通過作動器做出相應的控制動作。??|?—na?振動佶U?I...……丨作川倍U????傳感器^?振動系統(tǒng)《??作動器???H控制器????反饋倍?1?控制信號??圖1-3主動控制系統(tǒng)方框圖??Fig.?1-3?Active?control?system?block?diagram??(1)傳感器是一種可以測量并輸出物理量的測量元件,使用傳感器測量需??要控制的振動信號是主動控制進行的第一步。傳感器的種類很多,不同種類的傳??感器功能各不相同,適用于不同的場合。按照作用方式,傳感器分為接觸式和非??5??
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