[其他]平衡外悬外重心转子的方法

说明书

在转子动平衡技术领域中，外悬外重心转子在各工业部门中大量存在，如航空发动机的低压或高压涡轮转子，地面燃气涡轮转子，汽车增压器以及各种离心机和制冷系统中的涡轮转子等。这类转子的平衡至今为止始终是个难题。主要困难在于平面分离。其难度将随着支承间距对校正面间距的比值的增加而急剧增大。无论是硬支承动平衡机，还是软支承动平衡机都存在上述问题。故平衡的质量和效率无法不受到极大的限制。

本发明在于对外悬外重心转子在软支承动平衡机上的运动进行分析的基础上提出了一种对外悬外重心转子十分有效的新的平衡方法（最优准静-偶分离平衡法）及其实施方案。

本发明的技术内容：

1.外悬外重心转子的平衡要求用允许的支承动载荷（不平衡量）来表示最为合理。

2.外悬外重心转子（尤其当支承间距对校正面间距的比值较大时）在软支承动平衡机上采用最优准静-偶分离平衡法可获得极大的技术经济效果（可放宽对转子的平衡要求、分离比高并且稳定，读数重复性好，粗精平衡均适用以及平衡效率远高于传统的左右较正面分离法等）。

3.对于外悬外重心转子平衡品质最客观的检查方法是直接检查其支承动载荷（不平衡量）。

4.外悬外重心转子的许用准静不平衡量和许用偶不平衡是可以根据支承上允许的动载荷和转子的校正面和支承面的相对距离来计算出。计算的结果不是唯一的，可以灵活选取。这将给生产带来极大的方便。

5.许用不平衡量的计算公式：参见图（1），图为典型外悬外重心转子（D＜＜L)示意图，图中Ⅰ为左校正面，Ⅱ为右校正面，O为转子质心，A为左支承面，B为右支承面，L为转子支承间距，D为校正面间距，S为右校正面与左支承面的间距。设转子的质量为M,单位转子质量的许用不平衡量为e_per、分配系数为r，则：

许用准静不平衡量U_准静Ⅱ＝ (M·e_per)/2 ·r· (L)/(L+S)

许用偶不平衡量U_偶Ⅰ，_Ⅱ＝ (M·e_per)/2 ·（I-r)· (L)/(D)

选用不同的r值，可以获得不同的许用范围。可以根据转子情况选取最有利的许用区域。

6.左右支承动载荷（不平衡量）的计算公式：

按最坏情况考虑时

｜U_左支承｜＝｜U_准静｜· (L+S)/(L) +｜U_偶｜· (D)/(L)

|U_右支承｜＝｜U_准静｜· (S)/(L) ＋｜U_偶｜· (D)/(L)

由上式可知，U_左支承永远大于U_右支承，故检验时只检查左支承动载荷（不平衡量）即可。

如动平衡机具有直接测量实际左右支承动载荷（不平衡量）功能，可以不用上列按绝对值计算的公式。

7.准静平面的选择必须从分离比的角度来看是最优的。这不难通过计算或实验予以确定。

8.当转子－支承系统的阻尼不容忽视时，为了获得良好的准静－偶分离比，在解算电路中应设置移相环节。这可以通过“正交解算”或“移相解算”来实现（参见图（2））。

9.对于L/D比较高的外悬外重心转子，由于偶不平衡的校正试重一般远大于准静不平衡的校正试重，为了减少校正试重的数目并适当降低对纯偶校正的追求，应采用“先偶后准静”的校正原则。

10.最优准静－偶分离平衡法的实施方案的电测原理过程见图（2）。图中（i)为电补，（2）为跟踪滤波，（3）为正交解决，（4）为衰减放大，（5）为移相，（6）为跟踪主滤，（7）为记忆，（8）为准静不平衡指示器。（9）为偶不平衡指标器，（10）为同步参考正余弦信号形成和f-V变换电路，（11）为输入的光电脉冲信号，（12）为参考正余弦信号。

外悬外重心转子在我国国民经济的各技术领域中大量使用，但其平衡始终是个难题。国外八十年代最先进的硬支承动平衡机对此也无能为力。我国有大量软支承动平衡机。如使用本发明所提出的方法，外悬外重心转子的平衡困难问题即可迎刃而解。

本方法具有分离效果好、信噪比高，合格允差范围灵活，粗精平衡均适用以及平衡效率远高于传统方法等优点。本方法可以在一般软支承动平衡机上实现，有较大的经济意义。