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新疆地区的服役石化机组,由于沙尘污染、氧化腐蚀等环境影响,机组转速极易产生波动,转子的平衡状态极易破坏,直接影响机组的稳定运行。本文从转子失衡原理出发,结合工程实际分析了传统动平衡方法存在的不足,并从以下几个方面进行了改进,具体研究为: (1)传统动平衡研究中将转子视为单盘模型,实际振动系统的质量往往具有分散性质,若按集中质量处理,将不能反映其真实情况。以等截面双简支转子为模型,将其运动规律用一个偏微分方程表示,所得结论对一般转子也适用。 (2)传统的振动信号在获取过程中,单一地获取某一方向上的振动信号,并在此基础上研究转子振动及失衡问题,不能全面地描述转子振动。全息谱技术以信息融合为基础,综合两个方向的振动信号,避免了信号采集方向和转子振动方向垂直导致的误判现象。 (3)传统动平衡效果评价仅以残余振动平方和约束不能保证平衡后振动水平的均匀性。确定了转子平衡优化的三个评价目标残余振动均方差、最大值、极差,并建立评价函数对平衡方案进行评判,通过实验验证了评价函数的可行性。 (4)综合对比目前动平衡领域所应用的群智能优化方法,选择 DE算法作为转子平衡方案优化的工具。为了避免DE算法陷入局部最优值并提高寻优效率,以Lamarckian和Baldwinian两种学习机制对算法进行改进,以标准的测试函数将改进后的DE算法与其他智能算法对比,结果表明改进后的算法效果良好。 (5)为了协调多目标之间的冲突,以线性加权和方法建立多目标平衡优化的数学模型。通过本特利转子台实验验证了通过群智能算法优化的平衡方案在精度和效率方面效果良好,并以某大型机组的轴系作为平衡对象进一步验证了该方法的性能。