基于虚拟仪器的微速差双转子系统动平衡测试装置的研制.pdf

·84·机械2004年第31卷第7期
新技术开发
基于虚拟仪器的微速差双转子系统动
平衡测试装置的研制

何鹏,吕新生,黄继武

(合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009)

摘要:介绍了基于虚拟仪器的微速差双转子系统动平衡测试装置的构成、基本原理以及软硬件的设计方法。
关键词:微速差双转子系统;动平衡;虚拟仪器;DRVI虚拟仪器系统
中图分类号:TH113文献标识码:A文章编号:1006-0316(2004)07-0048-03

Dynamicbalancingmeasureequipmentforthedual-rotorsystemwithvery
littlespeeddifferencebasedonvirtualinstrument
HEPeng,LVXin2sheng,HUANGJi2wu
(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringofHefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)
Abstract:Theconstitution,basictheoryandthedesignmethodofthesoftwareandhardwareofthedynamicbalancingmeasureequip2
mentforthedual-rotorsystemwithverylittlespeeddifferencebasedonvirtualinstrumentareintroduced,inthispaper,
Keywords:dual-rotorsystemwithverylittlespeeddifference;dynamicbalancing;virtualinstrument;virtualinstrumentsystemof
DRVI

科学技术的发展使得机械设备的大型化、高由厂家定义的传统仪器转换成用户自定义、由计
速化、高精度化趋势日益明显。随着转速的提算机软件和几个模块组成的专用仪器,图1为虚
高,动平衡已成为机械设备设计和制造中不可回拟仪器内部功能的划分。
避的技术问题。对于结构复杂的大型设备,通用
的动平衡机很难适应其动平衡工艺需要,购置或
研制专用动平衡设备又很不经济,污水处理厂使
用的卧式螺旋卸料离心脱水机就是一个典型的例

子。离心脱水机的工作转速高达3000-4000转/图1虚拟仪器内部划分
分,其主要运动部件转鼓和卸料螺旋同轴同向旋由于虚拟仪器与传统仪器相比其关键部分是
转,两者又有5-10转/分的速度差,构成一个软件因而具有灵活性、易维护性、可扩展性、高
微速差双转子系统。对于,这样的系统很难在通性价比、高可靠性、与其他设备易相连,能够更
用的动平衡机上进行整机动平衡。本文通过应用迅速、更经济、更灵活地解决测试问题。
虚拟仪器技术构建专用的现场动平衡测试装置予
以解决。
2微速差双转子系统振动模型的建立

虚拟仪器的基本概念
1以离心脱水机为对象,建立微速差双转子系
统振动模型,是设计其动平衡测试装置的理论基
虚拟仪器(VirtualInstruments,简称VI)是础。
通过提供给用户组建各种仪器的可重用源代码由于微速差的存在,系统的不平衡信号是拍
库,以及模块间通讯、定时、触发等功能,在通振信号,必须予以解拍分离才能得知各转子的不
用计算机平台的基础上,通过软件和软面板,把平衡量。在Y、Z方向系统刚度大于X方向、内

收稿日期:2004203205
作者简介:何鹏(19792),安徽桐城人,合肥工业大学机械与汽车工程学院,硕士研究生。

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外转子轴承位置重叠、左右轴承刚度系数相等的
测试系统的构成
力学简化假设下,运用牛顿质心运动定理建立微3
速差双转子系统力学模型如图2所示。
3.1系统的总体构成

对于单转子系统建模简单数据存储和处理量
也不大用单片机系统就能构造其测试系统,但是
对于双转子特别是微速差双转子系统则由于影响
系数多,拍振分离难度大,单片机系统受限于
CPU处理性能很难胜任。而虚拟仪器立足于计算
机软件,随着计算机CPU处理数据的速度越来越
11转鼓(外转子)21螺旋(内转子)31差速器
快,对于复杂的振动信号的处理既快准确性也
图2双转子系统力学模型示意图
高。因此本文采用虚拟仪器。图3所示为本系统
令l11=l12=l21=l22=l/2=l0即质心C1、
的结构框图。
C2离支承的距离相等,系统振动的微分方程。
¨
m1x1+2(k1+k2)x1-2k2x2=F1sinω1t