非线性挠性转子系统不平衡量在线识别方法的研究项目摘要

高速旋转机械转子的动平衡是一项费时间耗财力的工作，经典的动平衡技术都是基于线性理论提出的，而实际转子系统都在一定程度上存在着非线性因素，故这些技术只能停留在理论加试凑的水平上。本项目提出将原来线性基础上的八个轴承动力系数以三次多项式的形式展开，形成非线性油膜力的通用表达式,采用非接触式电磁激振器施加种激励,通过分析激励响应和原始不平衡响应，并综合利用基于遗传算法的非线性系统多参数识别和优化方法,识别出滑动轴承的动力参数和转子的不平衡量，同时还采用和发展了模态平衡技术，使非线性转子轴承系统在大振幅时也能通过一次加重就基本满足全速动平衡的要求。该方法也适用于转子不平衡故障的在线、定量化诊断。 2100433B

不平衡按其机理又可分为静不平衡、偶不平衡、动不平衡。

静不平衡：转子中央平面内存在不平衡质量，使轴的质量中心线与旋转中心线偏离，但两线平行。

偶不平衡：转子两端平面存在质量相等、相位相差180度的不平衡质量，使轴的质量中心线与旋转中心线相交于重心处。

动不平衡：静不平衡和力矩不平衡的随机组合，轴的质量中心线与旋转中心线不平行也不相交。

(1)加工制造上的原因

①毛坯制造过程中产生壁厚不均匀，材料密度不均(缩孔、砂眼和气孔)；在机械加工时产生不圆度和不同轴度(如轴颈偏心、轴颈倾斜、端面与轴线不垂直)；在热处理时产生金相组织的不均匀等。

②设计或加工的键槽、销和孔位置不对称而弓起的不平衡。

(2)装配上的原因装配质量误差使转子的重心与旋转中心线不相重合，如转子上套装的各个叶轮、轴套、平衡盘、推力盘等零件，装配时端面与旋转中心线不垂直，接触端面不平行;联轴器装配到转子上与旋转中心线不对中。

(3)运行上的原因

①转子弯曲 转子运行过程中由于操作不当使转子产生弯曲变形，如动静部分局部摩擦或转子在工作应力和温度应力的作用下产生弯曲变形等。

②转子平衡状态破坏 如汽轮机转子叶片飞离、零件缺损，围带松动或断裂；转子上零部件松动(配合松动或腐蚀性松动)；固体杂质在叶轮上的沉积等。