基于VB的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)方法研究

蔡毅　閆曉攀　羅煒晗

蔡毅1，2? 閆曉攀1，2? 羅煒晗1，2

（1.中國航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南株洲? 412002;2.中小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪機(jī)械湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南株洲? 412002）

摘 要：本文以某壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)應(yīng)用為例，介紹一種適于設(shè)計(jì)者快速設(shè)計(jì)校核轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的研究方法。此設(shè)計(jì)方法利用VB等面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言良好的交互性和用戶體驗(yàn)性，結(jié)合其數(shù)據(jù)處理的高效性與準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的快速精準(zhǔn)計(jì)算。與傳統(tǒng)人工設(shè)計(jì)流程相比，這類設(shè)計(jì)方法效率更高、精度控制更好。為其他類型的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)的流程化、公式化，提供技術(shù)支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：VB;壓氣機(jī);轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡;設(shè)計(jì)方法;研究

中圖分類號(hào)：TP331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）06-0059-02

0引言

轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡是壓氣機(jī)的主要激振源。材質(zhì)不均、變形磨損等不平衡量因素引起振動(dòng)產(chǎn)生的主因[1]。振動(dòng)會(huì)加速軸承、軸封等部件的磨損，降低壓氣機(jī)的使用壽命和效率[2]。因此，結(jié)合壓氣機(jī)研制特點(diǎn)，采用合理方式控制轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡量，是解決振動(dòng)問題的有效方法[3]。

轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡是在轉(zhuǎn)子制成后采取的一種減振措施，以減小轉(zhuǎn)子工作時(shí)的不平衡力，從而控制其振動(dòng)在許用設(shè)計(jì)要求的工程手段[4]。

本文針對(duì)傳統(tǒng)壓氣機(jī)動(dòng)平衡存在的不足，介紹一種基于VB匯編程序設(shè)計(jì)[5]，首用于壓氣機(jī)動(dòng)平衡的方法。并證明此方法對(duì)提高效率，降低成本的有效性。為中小發(fā)壓氣機(jī)低速動(dòng)平衡設(shè)計(jì)方法研究，提供技術(shù)支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1基礎(chǔ)概念理論

1.1轉(zhuǎn)子平衡理論公式

對(duì)于壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)，一般都是按軸對(duì)稱設(shè)計(jì)的。但由于工藝等原因，存在一定的不平衡量，需通過重力試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)來測定和校正。按壓氣機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，存在關(guān)系如下[2]：

1.2 VB基礎(chǔ)理論

人類就需要解決的問題的思路、方法和手段通過計(jì)算機(jī)能夠理解形式告訴計(jì)算機(jī)。這種人機(jī)的交流便是編程。VB是微軟的一款通用程序設(shè)計(jì)語言，是人工智能常用的高級(jí)編程語言，具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蟮目梢暬忍攸c(diǎn)。其特有的事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制，代碼更精簡，更易于編寫維護(hù)[6]。

2基于VB的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)程序

轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算是壓氣機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)重環(huán)節(jié)之一。本節(jié)將介紹的基于轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡理論和VB平臺(tái)編制的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)程序。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)程序界面主要由1-必要條件輸入;2-選擇性輸入;3-方案圖解;4-輸出;5-歷史讀存;6-精度選取等6部分組成，如圖1。

此程序是壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)方法是智能化處理的實(shí)踐應(yīng)用;相對(duì)傳統(tǒng)人工，效率更高，風(fēng)險(xiǎn)更低，精度更可控。良好的交互性，亦適于大批量的迭代設(shè)計(jì)校核的場合。

此程序增添了選擇性輸入，算例圖示和歷史數(shù)據(jù)讀存功能，因而具有更為廣泛的計(jì)算面，更好的歷史追溯性，適于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足的設(shè)計(jì)者快速的理解學(xué)習(xí)，亦適于經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)者溫故探新。程序設(shè)計(jì)流程如圖2。

3壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)程序運(yùn)用

本節(jié)以某壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡為例，以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子質(zhì)量為輸入，以允許不平衡平衡率和允許不平衡量為輸出，運(yùn)用壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)程序，得到如圖3示設(shè)計(jì)結(jié)果。

從其應(yīng)用易見，與傳統(tǒng)壓氣機(jī)尺寸鏈研發(fā)方法相比，這類基礎(chǔ)匯編語言的半人工智能交互式設(shè)計(jì)方法，更為直觀，更為簡潔更為精準(zhǔn)，研發(fā)效率更高，迭代修正速度更快，意義更為深遠(yuǎn)。

4 總結(jié)

本文以某壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)應(yīng)用為例，介紹了一種適于常規(guī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的流程化設(shè)計(jì)方法。通過對(duì)某壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡設(shè)計(jì)流程的簡單描述和實(shí)例應(yīng)用，說明此設(shè)計(jì)方法，相較于傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)方法，更符合流程化的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，具有更高的設(shè)計(jì)效率和精度控制，更好的普適性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李奕，李鑫，許平.某發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障振動(dòng)分析[J].南華動(dòng)力，2008（4）：28-35.

[2] 晏礪堂.航空燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)和減振[M].北京：國防工業(yè)出版社，1991.

[3] 紀(jì)福森，翟賢超.某壓氣機(jī)試驗(yàn)件轉(zhuǎn)子平衡精度分析[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī)，2016，42（1）：88-91.

[4] 史善廣，謝超，蔡閩湘.某壓氣機(jī)試驗(yàn)件轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡方法的改進(jìn)[J].南華動(dòng)力，2011（1）：15-19.

[5] 軟件開發(fā)技術(shù)聯(lián)盟.Visual Basic開發(fā)實(shí)戰(zhàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[6] 劉炳文.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.