專利名稱：一種利用輻射加熱抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法，尤其涉及一種利用輻射熱致轉(zhuǎn)子局部熱彎曲變形來抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)問題是影響其穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，各行業(yè)都對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)有規(guī)定，要求運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)子振動(dòng)在一定范圍內(nèi)。但是旋轉(zhuǎn)機(jī)械在運(yùn)行過程中仍然會(huì)因?yàn)楦鞣N原因產(chǎn)生較大的振動(dòng)，從而影響其運(yùn)行穩(wěn)定性。目前抑制振動(dòng)的方法主要是動(dòng)平衡，但是即使對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)子部件做嚴(yán)格的動(dòng)平衡，且安裝對(duì)中良好，組成的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還是可能發(fā)生較強(qiáng)烈的振動(dòng)，使之前的動(dòng)平衡失效。此夕卜，控制振動(dòng)的方法還包括采用電磁軸承、可控?cái)D壓油膜阻尼器、壓電調(diào)節(jié)器、形狀記憶合金調(diào)節(jié)器等，但是在很多情況下控制振動(dòng)技術(shù)還不完善，如阻尼器常常會(huì)失效，在轉(zhuǎn)子的超臨界區(qū)產(chǎn)生嚴(yán)重的不穩(wěn)定問題；電磁控制力比較小、動(dòng)力特性較難控制等。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:為了抑 制轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，以及彌補(bǔ)目前抑制振動(dòng)技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種利用輻射熱加熱運(yùn)行中轉(zhuǎn)子的局部表面，從而使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生局部熱變形來實(shí)現(xiàn)抑制振動(dòng)的方法。技術(shù)方按:本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種利用輻射加熱抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法，其特征在于:首先利用轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的影響系數(shù)法確定轉(zhuǎn)子的不平衡位置、大小和相位，并分別確定彎曲轉(zhuǎn)子不平衡位置中的局部壓縮表面和局部拉伸表面；在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行過程中加熱不平衡位置的局部壓縮表面，利用轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子表面局部吸收輻射熱，采用涂層技術(shù)，將吸收輻射涂料涂在轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面，以提高涂層轉(zhuǎn)子局部表面的輻射熱吸收率；當(dāng)使用熱輻射加熱轉(zhuǎn)子時(shí)，帶有涂層的局部表面溫度升高，與未有涂層的轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生溫度差，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生變形，以此抵消原來的轉(zhuǎn)子不平衡，抑制轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。將原未帶有涂層的表面涂上反射熱輻射涂層，在輻射源進(jìn)行輻射時(shí)，相同的輻射結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，可使轉(zhuǎn)子局部形成更大的溫度差，加快并加大熱變形，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形。本方法能夠解決轉(zhuǎn)子多處因不平衡而產(chǎn)生的振動(dòng)問題，即:在多處轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面涂上吸收輻射材料，亦可在其他表面涂上反射輻射材料，采用一個(gè)大輻射范圍的輻射源或者多個(gè)小輻射范圍的輻射源進(jìn)行輻射照射使轉(zhuǎn)子局部不平衡位置產(chǎn)生熱彎曲，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形，抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)及效果:本方法可以在不停機(jī)的條件下進(jìn)行不平衡轉(zhuǎn)子振動(dòng)的抑制，是一種完全在線抑制振動(dòng)的方法，大大降低了停機(jī)的成本和損失；并可以同時(shí)處理多處由于轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)，提高方法使用效率；由于輻射的可控性，使得本方法的使用精度非常高，抑制振動(dòng)效果顯著，彌補(bǔ)了目前振動(dòng)抑制領(lǐng)域的不足。


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圖1為本發(fā)明輻射加熱抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的原理圖。圖中標(biāo)注:1、福射源；2、局部涂層表面；3、轉(zhuǎn)子。實(shí)施方式:
本發(fā)明的主要構(gòu)思是:首先利用轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的影響系數(shù)法確定轉(zhuǎn)子的不平衡位置、大小和相位，并分別確定彎曲轉(zhuǎn)子不平衡位置中的局部壓縮表面和局部拉伸表面；在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行過程中加熱不平衡位置的局部壓縮表面，利用轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子表面局部吸收輻射熱機(jī)制，采用涂層技術(shù)，將吸收輻射涂料涂在轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面，以提高涂層轉(zhuǎn)子局部表面的輻射熱吸收率，當(dāng)使用熱輻射加熱轉(zhuǎn)子時(shí)，帶有涂層的局部表面溫度升高，與未有涂層的轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生溫度差，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生變形，以此抵消原來的轉(zhuǎn)子不平衡，抑制轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，輻射源產(chǎn)生輻射光線，照射在帶有涂層的轉(zhuǎn)子軸段表面，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，輻射光線照射在轉(zhuǎn)子軸段的整個(gè)圓周表面，但帶有涂層的表面輻射吸收率很高，沒有涂層的表面輻射吸收率很低，這樣照射一段時(shí)間后就使得帶有涂層的表面溫度遠(yuǎn)高于其他表面的溫度，產(chǎn)生溫度差，形成熱彎曲，使原來不平衡位置的局部壓縮表面受熱膨脹，逐漸變形，抵消了原來由于不平衡產(chǎn)生的變形 ，抑制轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。此外，為進(jìn)一步提高效率，亦可將原未帶有涂層的表面涂上反射熱輻射涂層，在輻射源進(jìn)行輻射時(shí)，相同的輻射結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，可使轉(zhuǎn)子局部形成更大的溫度差，加快并加大熱變形，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形。本方法亦可解決轉(zhuǎn)子多處因不平衡而產(chǎn)生振動(dòng)條件下的振動(dòng)抑制問題，可以同時(shí)在多處轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面涂上吸收輻射材料，亦可在其他表面涂上反射輻射材料，采用一個(gè)大輻射范圍的輻射源或者多個(gè)小輻射范圍的輻射源進(jìn)行輻射照射使轉(zhuǎn)子局部不平衡位置產(chǎn)生熱彎曲，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形，抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)。假設(shè)利用轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的影響系數(shù)法確定轉(zhuǎn)子3不平衡位置為圖中標(biāo)注2位置的軸心反向位置，即圖中黑色部分的軸心反向位置，就是轉(zhuǎn)子不平衡的壓縮位置。然后采用涂層技術(shù)，將吸收輻射涂料涂在轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面(即局部涂層表面2);然后調(diào)整好輻射源I的位置，將輻射源I對(duì)準(zhǔn)局部涂層表面2位置所在的軸段，轉(zhuǎn)子開始運(yùn)行，并開啟輻射源，調(diào)整輻射強(qiáng)度，加熱轉(zhuǎn)子此處的軸段表面，經(jīng)過一段時(shí)間后轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)-溫度場系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，涂層表面與其他表面產(chǎn)生溫度差，使此處軸段膨脹，產(chǎn)生熱變形，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形，并檢測(cè)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)情況，是否達(dá)到預(yù)期效果，若未達(dá)到，則改變結(jié)構(gòu)和輻射參數(shù)，繼續(xù)重復(fù)上述方法，直到抑制振動(dòng)達(dá)到預(yù)計(jì)要求。圖中輻射源I可以為一個(gè)或多個(gè)，其位置也可調(diào)，所以該方法能夠解決轉(zhuǎn)子多處因不平衡而產(chǎn)生的振動(dòng)問題；亦可在圖中的白色部分的表面涂上反射輻射材料，在輻射源進(jìn)行輻射時(shí)，相同的輻射結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下如輻射時(shí)間、范圍、發(fā)射率、傳熱率、輻射間距等等，使轉(zhuǎn)子局部不平衡位置迅速產(chǎn)生熱彎曲，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形，抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種利用輻射加熱抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法，其特征在于:首先利用轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的影響系數(shù)法確定轉(zhuǎn)子的不平衡位置、大小和相位，并分別確定彎曲轉(zhuǎn)子不平衡位置中的局部壓縮表面和局部拉伸表面；在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行過程中加熱不平衡位置的局部壓縮表面，利用轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子表面局部吸收輻射熱，采用涂層技術(shù)，將吸收輻射涂料涂在轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面，以提高涂層轉(zhuǎn)子局部表面的輻射熱吸收率；當(dāng)使用熱輻射加熱轉(zhuǎn)子時(shí)，帶有涂層的局部表面溫度升高，與未有涂層的轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生溫度差，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生變形，以此抵消原來的轉(zhuǎn)子不平衡，抑制轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用輻射加熱抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法，其特征在于:將原未帶有涂層的表面涂上反射熱輻射涂層，在輻射源進(jìn)行輻射時(shí)，相同的輻射結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，可使轉(zhuǎn)子局部形成更大的溫度差，加快并加大熱變形，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用輻射加熱抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法，其特征在于:本方法能夠解決轉(zhuǎn)子多處因不平衡而產(chǎn)生的振動(dòng)問題，即:在多處轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面涂上吸收輻射材料，亦可在其他表面涂上反射輻射材料，采用一個(gè)大輻射范圍的輻射源或者多個(gè)小輻射范圍的輻射源進(jìn)行輻射照射使轉(zhuǎn)子局部不平衡位置產(chǎn)生熱彎曲，抵消轉(zhuǎn)子原來由于不平衡產(chǎn)生的變形，抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用輻射熱致轉(zhuǎn)子局部熱彎曲變形來抑制轉(zhuǎn)子振動(dòng)的方法。其特征在于首先確定轉(zhuǎn)子的不平衡位置，并分別確定彎曲轉(zhuǎn)子不平衡位置中的局部壓縮表面和局部拉伸表面；在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行過程中加熱不平衡位置的局部壓縮表面，利用轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子表面局部吸收輻射熱，采用涂層技術(shù)，將吸收輻射涂料涂在轉(zhuǎn)子不平衡位置的局部壓縮表面，以提高涂層轉(zhuǎn)子局部表面的輻射熱吸收率；當(dāng)使用熱輻射加熱轉(zhuǎn)子時(shí)，帶有涂層的局部表面溫度升高，與未有涂層的轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生溫度差，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生變形，以此抵消原來的轉(zhuǎn)子不平衡，抑制轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。本發(fā)明的目的是為了抑制轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，以及彌補(bǔ)目前抑制振動(dòng)技術(shù)的不足。
文檔編號(hào)F16F15/22GK103216573SQ20131016199
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者姚紅良, 許琦, 任朝暉, 劉楊, 聞邦椿 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 姚紅良, 許琦