【摘 要】
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为了获得更高的加工精度和加工效率,机床主轴、透平机等一系列旋转机械正朝着智能化,高速化方向发展。然而,转子系统所受的不平衡力与转速的平方成正比,随着机器转速的提高,
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为了获得更高的加工精度和加工效率,机床主轴、透平机等一系列旋转机械正朝着智能化,高速化方向发展。然而,转子系统所受的不平衡力与转速的平方成正比,随着机器转速的提高,进而导致机器振动加剧,被加工件产生表面波纹和增大表面粗糙度值,严重影响机器加工精度。因此,寻求一种高效率的自动平衡技术尤为重要。首先,平衡系统实现在线调控的一个重要前提是精确提取振动信号的幅值和相位,该因素同样影响着系统的平衡速度和平衡精度。其次,配重次数也成为影响平衡效率的一个因素。为实现快速现场动平衡,无试重平衡法成为首选方式。考虑到上述情况,本论文的主要工作如下：(1)首先,阐述了国内外信号处理技术的发展现状,并列举了现有的信号处理算法；其次,阐明了国内外学者对加速度信号积分方法的研究,从时域法和频域法分别展开论述；最后,详细分析了国内外无试重动平衡技术的研究状况,奠定了本课题研究的发展方向。(2)设计了具备频谱分析、偏摆补偿、整周期数据采集、同频信号提取和振动超限报警等功能的数采器,并介绍了跟踪滤波、互功率及正弦逼近三种算法。(3)针对实际工程现场中速度传感器及位移传感器会受到客观条件制约等一系列问题,研究了加速度信号积分法。(4)在工程现场中,多次配重必将导致时间与金钱的浪费,因而基于有限元软件,从临界转速、振型、加重响应等方面对系统转子进行动力学分析,研究了无试重动平衡理论。(5)针对信号幅值和相位的三种提取算法,基于气压液体式自动平衡实验台进行验证；针对加速度信号的两种积分方法,基于电磁型双配重盘平衡系统实验台,对比两种算法的积分精度；针对气压液体式自动平衡系统转子的动力学特性,基于气压液体式自动平衡实验台,有效进行了自动平衡实验,验证了模型仿真结论的正确性。
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