翼板动平衡方法研究

张西宁; 赵欢; 夏心锐; 杨雨薇

doi:10.7652/xjtuxb201811003

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

翼板动平衡方法研究

更新时间：2025-07-09

- 翼板动平衡方法研究
- Dynamic Balancing Method for Airfoil
- 西安交通大学学报 2018年52卷第11期页码：15-21
- 作者机构：
  
  西安交通大学机械工程学院,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2018-03-19。作者简介: 张西宁(1965—),男,教授,博士生导师。基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51275379);国家自然科学基金创新研究群体资助项目(51421004)
- DOI：10.7652/xjtuxb201811003
  中图分类号： TH17
- 网络首发：2018-11-10，
  
  纸质出版：2018
- 稿件说明：
移动端阅览
张西宁, 赵欢, 夏心锐, 等. 翼板动平衡方法研究[J]. 西安交通大学学报, 2018,52(11):15-21.

Dynamic Balancing Method for Airfoil[J]. 2018, 52(11): 15-21.
张西宁, 赵欢, 夏心锐, 等. 翼板动平衡方法研究[J]. 西安交通大学学报, 2018,52(11):15-21. DOI： 10.7652/xjtuxb201811003.

Dynamic Balancing Method for Airfoil[J]. 2018, 52(11): 15-21. DOI： 10.7652/xjtuxb201811003.

摘要

为了更精准地控制翼板动平衡时平衡补偿质量

从而提高平衡精度

提出了一种新的利用翼板迎角变化产生不同升力和离心力来实现不平衡力补偿的动平衡方法。对翼板工作时所产生的升力和离心力进行理论分析

建立了翼板迎角与补偿质量间的数学模型。通过实验测试翼板迎角变化所产生的不平衡量

得到翼板迎角与所能提供的补偿质量间的数学关系。在8个不同的相位处添加不同试重作为失衡量

根据所得翼板迎角与补偿质量的数学关系

调整相应翼板的迎角进行失衡量补偿

完成转子动平衡。实验结果表明

基于提出方法设计的动平衡装置可平衡主轴任意位置的不平衡量

平衡能力可达1 617.6 g·mm

在实验转速为560 r/min时

可将不平衡质量降低94.21%。提出的翼板动平衡方法无需添加或去除质量便可完成动平衡

且提供的平衡量可精确控制

具有一定的实用价值和应用前景。

Abstract

To control the compensation mass more accurately and improve the balancing precision

a new dynamic balancing method using lift and centrifugal force produced by the airfoil angle of attack to compensate the unbalance is presented. By analyzing the lift and centrifugal force theoretically

the mathematical model about attack angle and compensation mass is established. The corresponding experiments are conducted to obtain the relationship between the airfoil attack angle and the compensation mass. Test weights are added in eight different phases as the unbalance mass

the attack angle is adjusted according to the mathematical relationship obtained in advance to realize dynamic balancing. The experiments show that the dynamic balancing device designed by the proposed method can accurately compensate the unbalance amount to 1 617.6 g·mm at any position of the main shaft. Vibration caused by unbalance can be reduced by 94.21% at 560 r/min in the experiments. Rotor unbalance can be controlled accurately without adding or removing extra compensation mass.

关键词

Keywords

references

PAN X, HAI-QI W U, GAO J J, et al. Study on online active balancing system of rotating machinery and target control method [J]. WSEAS Transaction on Systems, 2014(13), 302-311.

陶利民. 转子高精度动平衡测试与自动平衡技术研究 [D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2006: 18-21.

王展, 朱峰龙, 涂伟. 高速主轴动平衡技术研究现状 [J]. 机电工程, 2017, 34(5): 455-459.

WANG Zhan, ZHU Fenglong, TU Wei. Summary of high speed spindle dynamic balancing techniques [J]. Journal of Mechanical Electrical Engineering, 2017, 34(5): 455-459.

章云, 胡振邦, 梅雪松. 高速转子分布式不平衡量无试重识别方法 [J]. 振动与冲击, 2017, 36(4): 28-31.

ZHANG Yun, HU Zhenbang, MEI Xuesong. An identification method of distributed imbalance without trial weights for high speed rotors [J]. Journal of Vibration and Shock, 2017, 36(4): 28-31.

张传艺. 高精度网络化新型动平衡机研究与开发 [D]. 杭州: 浙江大学, 2017: 56-62.

张西宁, 刘旭, 吴婷婷. 注排液式砂轮在线动平衡技术研究 [J]. 西安交通大学学报, 2017, 51(4): 1-5.

ZHANG Xining, LIU Xu, WU Tingting. Liquid injection and drainage online dynamic balancing technique for grinding wheel [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2017, 51(4): 1-5.

章云, 梅雪松. 高速主轴动平衡及其在线控制技术 [J]. 中国工程科学, 2013, 15(1): 87-92.

ZHANG Yun, MEI Xuesong. High speed spindle dynamic balancing and online control technology [J]. Engineering Science, 2013, 15(1): 87-92.

樊红卫, 景敏卿, 王仁超, 等. 磁力配重型在线自动平衡头的作动原理研究 [J]. 西安交通大学学报, 2013, 47(2): 97-102.

FAN Hongwei, JING Minqing, WANG Renchao, et al. Actuating principle of online automatic balancer with counter weight driven by magnetic force [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2013, 47(2): 97-102.

张西宁, 尤亚男, 王奔. 一种利用磁流体液流变效应的在线动平衡方法 [J]. 西安交通大学学报, 2016, 50(12): 6-11.

ZHANG Xining, YOU Yanan, WANG Ben. An online dynamic balancing method with magnetic fluid magneto-rheological effect [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2016, 50(12): 1-5.

ANDERSON J D Jr. Fundamentals of aerodynamics [M]. New York, USA: The McGraw-Hill Companies, 2011: 315-484.

李凤蔚. 空气与气体动力学引论 [M]. 西安: 西安工业大学出版社, 2007: 20-307.

赵道利, 寇林, 孙维鹏, 等. 对称翼型力学模型的建立及水动力特性分析 [C]∥第二十七届水形力学讨论会文集(上册). 南京: 全国水动力学会, 2015: 126-133.

姜海波, 曹树良, 程忠庆. 平板大攻角绕流升力和阻力系数的计算 [J]. 应用力学学报, 2011, 28(5): 518-520.

JIANG Haibo, CAO Shuliang, CHENG Zhongqing. Lift and drag coefficients of flow around a fat pate at high attack angles [J]. Chinese Journal of Applied Mechanics, 2011, 28(5): 518-520.

MAGRINI A, BENINI E. Aerodynamic optimization of a morphing leading edge airfoil with a constant arc length parameterization [J]. Journal of Aerospace Engineering, 2018, 31(2): 04017093-1.

张瑞瑞, 包国治, 李永正, 等. 风帆翼型改进及载荷特性分析 [J]. 江苏科技大学学报(自然科学版), 2016, 30(4): 323-327.

ZHANG Ruirui, BAO Guozhi, LI Yongzheng, et al. Study of load characteristic and improvement for sail airfoil [J]. Journal of Jiangsu University of Science and Technology(Natural Science Edition), 2016, 30(4): 323-327.

SEFIDDASHTI M N, NILI-AHMADABADI M, RIZI B S. Experimental study of effects of circular-cross-section riblets on the aerodynamic performance of RisΦ airfoil at transient flow regime [J]. Journal of Mechanical Science Technology, 2018, 32(2): 709-716.

李冠雄, 马东立, 杨穆清, 等. 低雷诺数翼型局部振动非定常气动特性 [J]. 航空学报, 2018, 39(1): 113-125.

LI Guanxiong, MA Dongli, YANG Muqing, et al. Study about unsteady aerodynamic characteristics of airfoil with local oscillation at low Reynolds number [J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2018, 39(1): 113-125.

李国勤, 孙丹, 艾延廷, 等. 翼型气动性能数值分析 [J]. 沈阳航空航天大学学报, 2017, 34(6): 27-32.

LI Guoqin, SUN Dan, AI Yanting, et al. Numerical analysis of the aerodynamic performance of airfoils [J]. Journal of Shenyang Aerospace University, 2017, 34(6): 27-32.

祝明红, 叶正寅, 金玲. 二元翼型大迎角绕流的平衡态(解)的数值研究 [J]. 空气动力学学报, 2012, 30(4): 477-482.

ZHU Minghong, YE Zhengyin, JIN Ling. Numerical simulation of separation equilibrium of flow around 2D wing configuration at high angle of attack [J]. Acta Aerodynamica Sinica, 2012, 30(4): 477-482.

姚猛. 机翼跨声速抖振特性数值模拟研究 [D]. 南京: 南京航空航天大学, 2017: 9-14.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

脉动离心隔膜压电泵的原理与试验

离心力影响下的高速主轴-拉杆系统动态特性

三塔合一间接空冷系统结构参数对夏季运行特性的影响研究

面向高海拔空冷发电机防晕性能演化规律的电热耦合研究

EBSILON软件在热电联产系统优化中的应用综述