转子的静平衡调节方法与设计方案

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本技术涉及转子部件测试技术领域，提供一种转子的静平衡调节方法，包括：步骤S1、测量转子系统在初始0°位置与α角度位置的旋转阻力；步骤S2、根据平衡条件以及旋转阻力，得到不平衡体对转子圆心的力矩；步骤S3、预设各个配重区的配重块数量的下限值与上限值；步骤S4、调节各个配重区的配重块数量，得到配重块组合方式；步骤S5、计算配重块组合方式中各个配重块以及不平衡体的转动合力矩；步骤S6、如果得到的转动合力矩在预设合力矩范围值以内，即满足静平衡要求，保存配重块组合方式以及转动合力矩。本技术具有如下优点：获得符合静平衡要求的配重块配平方案，调节一次配重块就能达到静平衡要求，用于减少转子旋转时的震动，效率高，成本低。

技术要求

1.一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：包括：

步骤S1、测量转子系统在初始0°位置与α角度位置的旋转阻力，其中α不等于0°且不等于180°；

步骤S2、根据平衡条件以及所述旋转阻力，得到不平衡体对转子圆心的力矩；

步骤S3、预设各个配重区的配重块数量的下限值与上限值；

步骤S4、调节各个所述配重区的配重块数量，得到配重块组合方式；

步骤S5、计算所述配重块组合方式中各个配重块以及所述不平衡体的转动合力矩；

步骤S6、如果得到的所述转动合力矩在预设合力矩范围值以内，即满足静平衡要求，保存所述配重块组合方式以及所述转动合力矩；如果所述转动合力矩不处于所述预设范围值，则转到步骤S4。

2.根据权利要求1所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：所述不平衡体的构建方法为：将所述转子系统的所有零部件简化成一个静平衡体与一个不平衡体，建立直角坐标系，以所述转子圆心为原点，所述不平衡体的坐标为（x0，y0），所述不平衡体的质量为m0。

3.根据权利要求2所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：

步骤S11、设定所述转子的初始位置，其角度位置为0°，在与所述转子圆心为L1距离的位置，沿着其圆的切线方向顺时针测得所述转子的启动力F1，逆时针测得所述转子的启动力F2，则当前位置不平衡体造成的旋转阻力为 (F1-F2)/ 2；

步骤S12、转动所述转子α角度，在与所述转子圆心为L2距离的位置，沿着其圆的切线方向顺时针测得所述转子的启动力F3，逆时针测得所述转子的启动力F4，则此位置不平衡体造成的旋转阻力为（F3-F4）/2。

4.根据权利要求3所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：使用推力计测量所述启动力，具体操作为：沿着推力方向转动转子至测量的角度位置，用推力计逐渐加力直至转子有轻微转动，每个方向分别测量至少三次，取其最小值作为该方向的所述启动力。

5.根据权利要求3所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：

根据平衡条件建立方程式：

通过计算求得:

其中与即为所述不平衡体对转子圆心的力矩表达式。

6.根据权利要求5所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：所述转子系统设有n个配重区，配重区Pi表示第i个配重区，i∈[1,n]，n为大于等于2的整数；第i个配重区的初始配重块数量为pi，第i个配重区的配重块调节量为qi；

所述步骤S3具体为：配重区Pi的配重块数量的下限值为0，其上限值为Si，其中Si表示

第i个配重区能放置的最多配重块数量，qi∈[-pi , Si-pi]；

所述步骤S4具体为：调节第i个配重区的配重块数量为（pi+qi），qi由-pi开始递增直至其上限值Si-pi，每次迭代qi增加1，得到配重块组合方式。

7.根据权利要求6所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：

所述第i个配重区在所述转子的位置角度为θi，每个所述配重区的位置角度各不相同，所述第i个配重区的配重块重心到所述转子圆心的距离为di，所述第i个配重区的配重块总质量为mi，所述第i个配重区的单个配重块的质量为zi；

所述步骤S5具体为: 计算所述配重块组合方式中各个配重块以及所述不平衡体的转动合力矩，使用以下公式：

其中 , ，，

M即为所述转动合力矩。

8.根据权利要求7所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：所述di的计算公式为：

其中所述第i个配重区的单个配重块的厚度为ti，所述第i个配重区的配重块放置点与所述转子圆心的距离为Di 。

9.根据权利要求1所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：在所述步骤S6后还包括：

步骤S7、当计算完全部的所述配重块组合方式的转动合力矩后，通过筛选，其中所述转动合力矩绝对值最小的配重块组合方式即为最优配平方案。

10.根据权利要求9所述的一种转子的静平衡调节方法，其特征在于：

所述筛选为：以转动合力矩的绝对值由小到大的顺序，对保存的配重组合方式进行排列，最后得到优选的配平方案。

技术说明书

一种转子的静平衡调节方法

技术领域

本技术涉及转子部件测试技术领域，具体地涉及一种转子的静平衡调节方法。

背景技术

根据ISO标准，由轴承支撑的旋转体称为转子，转子在某些特定的转速下转动时会发生很大震动。一般转子系统，比如CT转子，在调试时，需要对转子部件进行静平衡调节，从而减少旋转时产生的震动。

现有方案一：在转子一整圈多处测量转子启动力大小，如每个启动力大小差值大于规定值，则调节配重；再次测量其启动力，反复多次，最终使每个位置的启动力大小差值小于规定值。这就需要反复多次测量，费时费力且不能获得最优解决方案。

现有方案二：通过驱动电机旋转时电机反馈的参数来计算得出需要调节的配重。但是电机需要支持这方面的参数反馈，但不是所有电机都支持。

现有方案三：使用特殊的仪器来调静平衡。但此类仪器价格昂贵，操作复杂。

技术内容

本技术要解决的技术问题，在于提供一种转子的静平衡调节方法，通过测量两处不同角度位置的转子启动力大小，再通过计算，得出所有符合静平衡要求的配重块配平方案，用于减少转子旋转时的震动，避免因其周期性的不平衡力对旋转轴承造成损坏，效率高，成本低。

本技术是这样实现的：一种转子的静平衡调节方法，包括：

步骤S1、测量转子系统在初始0°位置与α角度位置的旋转阻力，其中α不等于0°且不等于180°；

步骤S2、根据平衡条件以及所述旋转阻力，得到不平衡体对转子圆心的力矩；

步骤S3、预设各个配重区的配重块数量的下限值与上限值；

步骤S4、调节各个所述配重区的配重块数量，得到配重块组合方式；

步骤S5、计算所述配重块组合方式中各个配重块以及所述不平衡体的转动合力矩；