一种超重力离心机动平衡长期监测方法技术

本发明专利技术公开了一种超重力离心机动平衡长期监测方法。对超重力离心机设置不平衡质量进行振动响应测试，得到超重力离心机在不同离心加速度下的振动响应特征；根据每个离心加速度下的振动响应特征，计算得到该离心加速度下不平衡质量对振动响应的影响系数，由不同离心加速度的影响系数构建成包含不同离心加速度下的不平衡质量对振动响应的影响系数表；在监测期，根据影响系数表实时判断超重力离心机的不平衡质量性能。本发明专利技术能够实现在不同负载和运行状态下对超重力离心机的不平衡质量进行识别，基于监测不平衡质量对安全性能进行评估，可操作性强，通过动平衡长期监测降低超重力离心机振动、保障超重力离心机安全运行。保障超重力离心机安全运行。保障超重力离心机安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种超重力离心机动平衡长期监测方法


[0001]本专利技术属于超重力离心机运行控制与安全评估领域，涉及一种超重力离心机动平衡不平衡量监测方法与安全评估方法。

技术介绍

[0002]旋转机械在不平衡质量作用下进行高速旋转产生的不平衡力是机械振动的主要来源，由振动产生的轴系故障影响超重力离心机的安全运行。超重力离心机作为一种臂式旋转机械，具有工作离心加速度多、离心加速度大、振动控制要求高的特点，因而准确识别超重力离心机在不同运行状态下的不平衡质量，评估其在不平衡质量作用下的安全状态具有重要的意义。
[0003]CN113932970A号专利技术专利申请公开了一种用于汽轮机转子振型重塑的动平衡方法。该方法的工作原理：以预设离心加速度下分别在无测试配重和有测试配重状态下旋转汽轮机转子，测量振动量并计算转子振动的影响系数，利用影响系数计算临界配重；再拆除测试配重，安装临界配重，通过判断预设离心加速度下是否实现反相位评价动平衡效果。
[0004]CN112556931A号专利技术专利申请公开了一种基于粒子群算法的高速轴承转子系统模态动平衡方法。该方法的工作原理：首先建立轴承转子的三维模型并导入到ANSYS软件中进行模态分析确定平衡较正面位置，进而根据模态平衡法的平衡条件建立不平衡量与需要添加的矫正质量的函数关系；采用粒子群优化算法求解每个校正质量的最优值。
[0005]CN112729681A号专利技术专利申请公开了一种转子现场动平衡的检测方法和检测系统。该方法的工作原理：对转子初始不平衡状态、左侧加试重后状态和右侧加试重后状态下的转子动平衡信号进行采集、分析和计算，获得转子不平衡量大小和相角；通过在左右侧校正面加重或去重进行现场不平衡量校正，以达到转子动平衡要求。
[0006]CN112720068A号专利技术专利申请公开了一种超精密机床主轴动平衡测量方法。该方法的工作原理：：构建机床X轴进给系统的机电模型；获取机床主轴离心加速度稳定后的主轴实际角度、X轴实际位置和X轴电机交向电流；根据前述参数和模型得出主轴动不平衡对进给系统的扰动力、主轴实际角度与动不平衡对X轴进给系统扰动力之间的关系；对多圈的绕动力数据在相同的主轴实际角度下进行滤波处理；根据滤波处理后的数据，计算出扰动力的最大值和相应的主轴位置以及扰动力的最小值和相应的主轴位置，并计算出主轴动不平衡数据。
[0007]现有相关技术或方法的主要缺点如下：
[0008](1)现有的建立转子模型的动平衡量测试手段是建立在被测转子系统的规模小、结构简单的基础上，因而可以用理论模型的手段模拟出转子系统的不平衡响应。超重力离心机结构规模大、运行状态复杂、未知参数多，很难通过理论计算的方式得到超重力离心机的不平衡响应，因而需要通过现场测试数据进行不平衡质量的识别。
[0009](2)现有的动平衡测试理论都是基于被测转子在一定的工作离心加速度下得到的单次动平衡测试数据。超重力离心机作为一种试验设备，根据不同试验要求存在多种工作
离心加速度；搭载不同试验装置时，转子的结构也因此发生改变。目前针对单一工作离心加速度的针对固定转子结构的动平衡方法无法在超重力离心机工况条件下给出当前不平衡质量，因而需要提供一种能够针对超重力离心机运行模式的动平衡长期监测方法。
[0010](3)现有的动平衡理论和不平衡质量测试方法的目标都是降低转子系统的不平衡质量或不平衡力矩。超重力离心机在进行不同试验时需要搭载不同试验装置并进行配重实现平衡，其运行时往往会存在因配重精度等原因引起的不平衡状态，而难以实现完全的平衡。现有技术由于缺乏对超重力离心机运行时不平衡状态的评价方法，难以实现对超重力离心机的不平衡状态的安全评估，因而需要在动平衡长期监测的基础上提出超重力离心机平衡状态评估方法。
[0011]现有技术缺少了针对超重力离心机多离心加速度、多工况的动平衡长期监测方法和不平衡状态评估方法。

技术实现思路

[0012]本专利技术目的在于解决上述
技术介绍
中的技术问题而提出的超重力离心机动平衡长期监测方法。本专利技术提供了一种超重力离心机在多离心加速度、多工况条件下的动平衡长期监测方法，能够在超重力离心机运行阶段监测当前运行状态下的不平衡质量，并基于监测所得不平衡质量评估超重力离心机安全状态。
[0013]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0014]步骤一、在事先情况下，对设计建成的超重力离心机设置不平衡质量进行振动响应测试，得到超重力离心机在不同离心加速度下的振动响应特征；
[0015]步骤二、根据每个离心加速度下的振动响应特征，计算得到该离心加速度下不平衡质量对振动响应的影响系数，由不同离心加速度的影响系数构建成包含不同离心加速度下的不平衡质量对振动响应的影响系数表；
[0016]步骤三、在之后的长期监测期，根据影响系数表实时判断超重力离心机的不平衡质量性能。
[0017]所述步骤一的振动响应测试中，设置振动响应测点，具体为在超重力离心机的中导轴承或下导轴承附近设置同相位的振动响应测点，在振动响应测点处布置振动传感器，所述的振动响应测点为振动速度测点或振动加速度测点，同时在超重力离心机上合适位置设置鉴相器，在超重力离心机的一侧吊篮中放置试重质量块作为不平衡质量。
[0018]同相位的是指振动响应测点布置的位置位于同一径向方向上。
[0019]具体实施是在超重力离心机的主轴下端设置鉴相器，鉴相器和超重力离心机的主轴同步旋转，鉴相器用于振动传感器所采集信号的参考信号，以鉴相器的相位作为参考，消除振动传感器采集信号中随超重力离心机的主轴同步旋转产生的相位干扰。
[0020]所述步骤一中，振动响应测试包含离心加速度工况，每个离心加速度工况下包含至少一组不平衡质量，在每个离心加速度下放置一个固定质量不变的试重质量块。
[0021]所述步骤二中，离心加速度下的影响系数f
g
根据公式计算：
[0022][0023]其中：
[0024]为试重状态下的振动传感器的振动矢量，试重状态即超重力离心机放置不平衡质量后的状态，包含超重力离心机一阶旋转频率振动幅值及相对于鉴相器的相位差；
[0025]为空载状态下的振动传感器的振动矢量，空载状态即超重力离心机空置、未放置不平衡质量的状态，包含超重力离心机一阶旋转频率振动幅值及相对于鉴相器的相位差；
[0026]为不平衡质量的矢量，即包含试重质量块的质量及试重质量块位置相对于鉴相器的相位差。
[0027]所述步骤三具体为：
[0028]实时采集超重力离心机的当前离心加速度和振动响应特征数据，输入到影响系数表查询当前离心加速度下的影响系数并计算当前不平衡质量；
[0029]再根据以下公式计算判断是否满足安全因子：
[0030][0031]其中，M
t
为超重力离心机的当前不平衡质量，M
d
为超重力离心机设计当前离心加速度下可承受的不平衡质量；K
M
表示超重力离心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超重力离心机动平衡长期监测方法，其特征在于：方法主要包括以下步骤：步骤一、对超重力离心机设置不平衡质量进行振动响应测试，得到超重力离心机在不同离心加速度下的振动响应特征；步骤二、根据每个离心加速度下的振动响应特征，计算得到该离心加速度下不平衡质量对振动响应的影响系数，由不同离心加速度的影响系数构建成包含不同离心加速度下的不平衡质量对振动响应的影响系数表；步骤三、在监测期，根据影响系数表实时判断超重力离心机的不平衡质量性能。2.根据权利要求1所述的超重力离心机动平衡长期监测方法，其特征在于：所述步骤一的振动响应测试中，设置振动响应测点，具体为在超重力离心机的中导轴承或下导轴承附近设置同相位的振动响应测点，在振动响应测点处布置振动传感器，同时在超重力离心机上设置鉴相器，在超重力离心机的一侧吊篮中放置试重质量块作为不平衡质量。3.根据权利要求1所述的超重力离心机动平衡长期监测方法，其特征在于：所述步骤一中，振动响应测试包含离心加速度工况，在每个离心加速度下放置一个固定质量不变的试重质量块。4.根据权利要求2所述的超重力离心机动平衡长期监测方法，其特征在于：所述步骤二中，离心加速度下的影响系数f
g
根据公式计算：其中：为试重状态下的振动传感器的振动矢量；为空载状态下的振动传感器的振动矢量；为不平衡质量的矢量。5.根据权利要求1所述的超重力离心机动平衡长期监测方法，其特征在于：所述步骤三具体为：实时采集超重力离心机的当前离心加速度和振动响应特征数据，输入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：林葵庚，汪玉冰，蒋建群，郑建靖，凌道盛，陈云敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：