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巨型船用螺旋桨静平衡检测理论与方法研究

作　者: 张建国
导　师: 王存堂
学　校: 江苏大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 转子螺旋桨静平衡定心误差测试系统
分类号: U664.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

螺旋桨大型化的发展趋势对其性能的检测提出了新的要求,为此本文研究了静平衡检测的理论和方法,为螺旋桨等大型旋转机械的静平衡检测提供具有实际意义的理论依据。以此为中心,本文进行了下述工作。首先,基于转子静平衡检测的基本理论,对转子进行了分类,并对不同类型转子的静平衡检测进行了分析与研究,总结出了影响静平衡检测方法的主要因素,为全液压高精度静平衡仪的提出提供了理论依据。其次,建立了全液压高精度静平衡仪机械结构的主要部分——对中系统、锁紧系统、悬浮系统的几何模型和数学模型,对检测系统的灵敏度、稳定性、检测精度等主要性能指标作了分析,并进行了性能分析试验装置的设计。然后,通过对定心误差及摩擦力矩等检测影响因素的分析得出了几点结论:转子定心问题是影响测量精度的首要问题,在静平衡检测过程中对其应予以高度重视;悬浮支点的位置、摩擦力矩的大小,都与静平衡仪的检测性能有关,在设计时要重视这些参数;计算机测量系统是静平衡检测的一个误差环节,应在硬件配置和软件构思时给予重视,同时软件技术有可能为测量系统的误差补偿提供一个新的途径。最后,提出了静平衡的计算机检测原理与方法。在此基础上,根据检测系统的要求,对全液压高精度静平衡仪检测系统进行了硬件配置,应用Windows系统平台、Visual C++6.0开发软件进行了测试系统软件设计。并对所设计的静平衡仪和检测系统进行了现场调试,调试结果表明全液压高精度静平衡仪及其检测系统对螺旋桨的静平衡检测是有效的。本文的研究工作为静平衡仪的研究及其应用打下了一定的基础,也为螺旋桨等大型转子的静平衡检测提供了一些理论依据和检测方法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
符号对照表  11-13
第1章绪论  13-22
  1．1 课题的背景及来源  13-15
    1．1．1 大型旋转机械面临的问题  13-14
    1．1．2 巨型船用螺旋桨静平衡高精密检测理论与方法研究的意义  14-15
  1．2 转子平衡技术的发展概况  15-18
    1．2．1 平衡机的分类  15-16
    1．2．2 平衡机的发展概况  16-18
  1．3 现有静平衡检测装置的对比分析  18-20
  1．4 巨型船用螺旋桨静平衡检测中存在的问题  20
  1．5 本研究的工作要点  20-22
第2章转子静平衡检测的基本理论  22-29
  2．1 转子静平衡与动平衡的基本理论与方法  22-26
    2．1．1 转子及其平衡的概念  22
    2．1．2 刚性转子的平衡  22-25
    2．1．3 静平衡的适用情况  25-26
  2．2 转子的分类  26
  2．3 各种转子的平衡  26-27
  2．4 全液压高精度静平衡仪的提出  27-28
  2．5 本章小结  28-29
第3章全液压高精度静平衡仪的结构及模型  29-43
  3．1 原理构思  29-31
    3．1．1 平衡轴滚动法的弊端  29-30
    3．1．2 摆动法立式静平衡仪的提出  30-31
  3．2 静平衡仪的基本结构  31-34
    3．2．1 结构原理  31-33
    3．2．2 工作过程  33
    3．2．3 静平衡原理  33-34
  3．3 静平衡仪主要部分的几何模型及数学模型  34-42
    3．3．1 对中系统模型  34-35
    3．3．2 锁紧系统模型  35-38
    3．3．3 支撑系统模型  38-41
    3．3．4 悬浮系统模型  41-42
  3．4 本章小结  42-43
第4章全液压高精度静平衡仪的性能分析  43-53
  4．1 检测系统的灵敏度分析  43-44
    4．1．1 不考虑摩擦力矩的作用  43
    4．1．2 考虑摩擦力矩的作用  43-44
  4．2 检测系统稳定性分析  44-47
    4．2．1 系统参数的推导  44-46
    4．2．2 悬浮系统负载阶跃干扰响应分析  46-47
  4．3 检测精度及其影响因素  47-52
    4．3．1 定心误差对测量精度的影响  47-49
    4．3．2 消除定心误差采取的措施  49-51
    4．3．3 悬浮系统摩擦力矩对测量精度的影响  51
    4．3．4 电子测量系统对静平衡检仪性能的影响  51-52
  4．4 本章小结  52-53
第5章静平衡仪性能分析试验装置设计  53-62
  5．1 引言  53
  5．2 相似理论  53-54
  5．3 试验装置的设计  54-55
  5．4 试验装置的结构原理  55-57
  5．5 测试系统  57-58
  5．6 静平衡仪静摩擦力矩的测定  58-60
  5．7 实际试验装置  60-61
  5．8 本章小结  61-62
第6章静平衡仪的计算机检测  62-77
  6．1 静平衡的计算机检测原理  62-63
  6．2 计算机检测系统的硬件配置  63-65
    6．2．1 传感器  63-64
    6．2．2 数据采集卡  64-65
    6．2．3 PC机  65
    6．2．4 干扰信号的处理  65
  6．3 检测系统软件设计  65-71
    6．3．1 开发软件的选取  65-66
    6．3．2 总体设计  66-67
    6．3．3 数据采集及A/D转换的软件实现  67-70
    6．3．4 数字滤波的实现  70-71
  6．4 计算机检测系统的界面  71-73
  6．5 现场调试  73-76
  6．6 本章小结  76-77
第7章结论与展望  77-79
  7．1 全文总结  77
  7．2 后续工作展望  77-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间发表的论文  83-84
致谢  84

巨型船用螺旋桨静平衡检测理论与方法研究

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