江 波，谭 青，罗 建

（中南大学 机电工程学院，长沙 410083）

非平面运动球式自动平衡装置数值仿真与实验

江 波，谭 青，罗 建

（中南大学 机电工程学院，长沙 410083）

实际生产过程中，高速转子由于受不平衡力矩作用，会产生非平面运动。通过数值仿真和实验，研究非平面运动球式自动平衡装置过临界转速下的运动特性。运用病态性探测实现数值仿真过程中刚性方法(ω方法)与非刚性方法(RK-45法)的自动切换。从而解决非平面运动球式自动平衡装置病态微分方程组的数值仿真与计算问题。通过对球式自动平衡实验台的实验研究验证了数值仿真与数学模型的正确性，并得出球式自动平衡装置对做非平面运动的转子的平面振动和空间转动都有很好的抑制作用和减振效果的结论。数值仿真算法在多体问题中具有借鉴意义。

振动与波；非平面运动；球式自动平衡装置；病态性探测

回转机械的平衡问题一直是机械行业的重要课题。尤其对于高速回转机械而言，转子由于质量分布不均匀而产生不平衡力与力矩会使回转机械产生振动和噪声，严重的甚至会引发灾难性破坏，由此造成的损失不容忽视。为了解决这一问题一般对转子采取高精度的动静平衡的方法[1]。但对于一些质量分布可能发生变化的回转机械如风机，经常将其卸载下来进行动静平衡很不方便。因此，近年来，对采用自动平衡装置来实现平衡、减振的研究引起了重视。这一技术对消除随机性不平衡尤为有效。……