渦輪幫浦離線平衡校正技術研究

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姓名

蔡佳倫(Chia-Lun Tsai) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

渦輪幫浦離線平衡校正技術研究
(Study on Off-Line Balancing Technique of Turbo-Pumps)

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摘要(中)

工業界通用動平衡之平衡法則，僅涉及兩平衡面之剛性轉子平衡。對於一些較為特殊的轉子，如渦輪幫浦、曲柄軸、發電機轉子等，實務應用尚未普及化，因為此類型轉子之平衡校正技術不易所致。若僅以傳統影響係數法，來平衡構造複雜之轉子是相當困難。本研究主要是針對渦輪幫浦，因渦輪葉片不平衡在高速運轉下將造成軸承損壞，甚而因葉片偏擺過大與幫浦外殼干涉而致整體破壞，透過研究加以改善，研究中發展一套離線平衡校正系統。所發展技術在任何旋轉機械之平衡校正均能適用。研究發展之進行先以模擬訊號，模擬各種可能發生的狀況藉以驗證平衡校正程式之正確性，進而以實際之高速轉子－雙面轉子系統以及渦輪幫浦進行轉子平衡校正，應用疊代影響係數法及最小平方法，得到較傳統平衡方式更加之平衡精度。

摘要(英)

Most balancing machines used in industry are only involved in using two-plane balancing for the rigid rotor. Turbo-pump, crank-shaft rotor, and turbo-machinery are the special rotor with complex mechanism. It will be a difficult task for balancing these rotors. Only using the two-plane balancing procedure is very difficult. When a rotating machine such as turbo-pump is designed to operate over a range of speeds, the unbalance forces transmitted to the foundation result in the damage of bearings. This paper will develop an off-line rotor balancing system. Its technique can be used in all the rotating machines. First, testing the technique with simulation signals in order to prove the program is valid. Comparing to conventional balancing method, it has higher precision of iteration of influence coefficient method and least squares method on two-plane balancing machine as well as turbo-pump system. For iteration of influence coefficient method, it is not necessary to repeat the trial-mass data, and the previous computed response coefficient can be used.

關鍵字(中)

★ 最小平方法
★ 渦輪幫浦
★ 離線平衡
★ 影響係數法

關鍵字(英)

★ Influence Coefficient Method
★ Least Squares Method
★ Off-Line Balancing
★ Turbo-Pump

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究範疇 5
第二章旋轉系統平衡校正與訊號分析基礎 6
2.1 頻譜分析原理 6
2.2 轉子質量不平衡振動特徵與種類 8
2.3 平衡校正－影響係數法 10
2.3.1 傳統法 10
2.3.2 疊代法 13
2.4 平衡校正－最小平方法 15
第三章平衡校正之數值方法 18
3.1 模擬訊號設計 18
3.1.1 公式推導 20
3.1.2 程式撰寫 22
3.2 模擬訊號之影響係數法平衡結果 23
3.3 模擬訊號之最小平方法平衡結果 34
第四章旋轉系統離線平衡校正之實務驗證 36
4.1 量測系統簡介 36
4.2 雙面平衡測試平台實例 39
4.2.1 實驗平台簡介 39
4.2.2 實驗流程 42
4.2.3 實驗設計 43
4.2.4 使用者介面介紹(GUI) 43
4.2.5 平衡結果與討論 45
4.3 渦輪幫浦 (Turbo Pump) 測試平台實例 50
4.3.1 實驗平台簡介 51
4.3.2 實驗流程 53
4.3.3 實驗設計 53
4.3.4 平衡結果與討論 54
4.3.5 影響係數法與最小平方法平衡校正結果比較 60
第五章結論 68
參考文獻 69
附錄A 71
附錄B 80
附錄C 85

參考文獻

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指導教授

潘敏俊(Min-Chun Pan)

審核日期

2006-12-4

推文