不对中故障诊断

介绍不对中的主要形式和故障特征，以及典型故障案例的诊断，说明通过频谱分析诊断不对中故障非常有效。     

不对中故障的诊断分析

不对中是旋转机器最常见的故障之一。本文介绍了不对中的主要形式和故障特征,以及两例典型故障的诊断情况,说明利用频谱分析诊断不对中故障十分有效。     

一种转子动态不对中量计算方法

从运动学角度出发,分析了双跨转子系统的运动特性和运动形态,提出了一种转子动态不对中量的定量计算方法。该方法通过安装在转子系统上的电涡流传感器获得转子运动的轴心位置信息,根据相似三角形定理,计算获得两根转子在联轴器处的轴心平动位移和角位移,再根据矢量合成法则,即可获得两根转子在联轴器处的平行不对中量以及角度不对中量。工程实践表明,该方法确定的不对中故障类型与特征典型的不对中故障类型表现出的时域波形特征、频谱特征以及轴心轨迹特征一致。该方法不但能够准确地诊断不对中的种类,而且能够得到不对中的定量结果,为工程实际中不对中故障的处理及轴系对中提供了量化参考。     

旋转机械不对中故障的诊断技巧

主要对旋转机械不对中故障的征兆机理进行分析,总结此类故障的振动信号在时域和频域内的典型特征。实践证明通过频谱分析诊断不对中故障,是非常有效的一种方式。     

齿式联轴节不对中转子的动力学响应分析

齿式联轴节不对中是极为常见的现场故障,危害极大。为了有效地认识其故障物理机理和动力学特性,建立一种针对齿式联轴节不对中故障的转子—轴承系统的有限元分析模型,考虑在两种状态(平行不对中和角度不对中)下联轴器所受的力和力矩,并建立其动力学方程,通过双跨转子不对中的动力学分析和仿真研究,得出不对中量和稳态响应特性之间的量化关系。同时对2倍频相位的分析表明:在平行不对中状态下,联轴器两端相位相同,而角度不对中状态下两端相位差约为180°。该特征可作为不对中故障识别的重要参考。     

双盘转子轴承系统不对中-碰摩耦合故障分析

针对由于轴承不对中而引起不对中-碰摩耦合故障的转子-轴承系统,建立了考虑电机联轴器影响的双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统力学模型和有限元模型。基于非线性有限元方法,使用等效不对中力矩及接触理论研究了碰摩刚度和不对中角度两个重要参数对系统动力学特性的影响。通过对在不同碰摩刚度及不对中角度时系统动力学特性的研究分析,发现不对中-碰摩耦合故障常常以碰摩故障特征为主,并且二倍频出现较早及其峰值会急速增大,这一特性可以作为诊断不对中-碰摩耦合故障的一个依据。     

基于振动测试的电机转子不对中故障诊断

在简述了电机转子不对中的故障机理与特征的基础上,总结了转子不对中的原因,以及治理措施、故障诊断及故障的振动特征,并用一个具体实例予以说明。     

齿式联轴器联接不对中振动机理及特征分析

基于相关学科中的一些原理和方法,通过对齿式联轴器联接不对中故障的受力和运动状态方面分析从二维领域推广到了三维立体领域,对该种故障的振动特征进行了分析。得出了齿式联轴器联接不对中在稳定啮合时内齿环轴线与外齿环轴线间的空间位置关系,以及用内齿环的力和力偶平衡的方法来求其轴线间夹角的一般方法,并得出了齿式联轴器联接不对中故障所具有的一些振动特征。     

催化裂化主风机组转子不对中故障的在线诊断

催化裂化主风机组转子故障中60%是由不对中引起的。利用状态监测和故障诊断技术,分析了转子不对中的振动特征,诊断出转子的故障部位和故障原因,并为机组的维护提供科学依据。以某炼油厂催化装置烟机转子振动高为例,对烟机的异常振动信号进行了分析,准确地找到了引起振动的原因,使解决问题更快速、有效。     

基于虚拟样机的齿式联轴器不对中故障仿真

在研究齿式联轴器不对中故障机理的基础上,借助虚拟样机技术,建立了风机系统虚拟样机模型,并对齿式联轴器不对中故障进行多工况仿真分析,给出了齿式联轴器不对中故障规律。     

Experimental investigations on vibration response of misaligned rotors

Misalignment is one of the most commonly observed faults in rotating machines. However, there have been relatively limited research efforts in the past to understand its effect on overall dynamics of the rotor system. In the existing literature, there is confusing spectral information on the rotor vibration characteristics of misalignment. The present study is aimed at understanding the dynamics of misaligned rotors and reducing the ambiguity so as to improve the reliability of the misalignment fault diagnosis. Influence of misalignment and its type on the forcing characteristics of flexible coupling is investigated followed by experimental investigation of the vibration response of misaligned coupled rotors supported on rolling element bearings. Steady-state vibration response at integer fraction of the first bending natural frequency is investigated. Effects of types of misalignments, i.e. parallel and angular misalignments, are investigated. The conventional Fourier spectrum (i.e. FFT) has limitations in revealing the directional nature of the vibrations arising out of rotor faults. In addition, it has been observed that several other rotor faults generate higher harmonics in the Fourier spectrum and hence there could be a level of uncertainty in the diagnosis when other faults are also suspect. The present work through use of full spectra has shown possibility of diagnosing misalignment through unique vibration features exhibited in the full spectra (i.e. forward/backward whirl). This provides an important tool to separate faults that generate similar frequency spectra (e.g. crack and misalignment) and lead to a more reliable misalignment diagnosis. Full spectra and orbit plots are efficiently used to reveal the unique nature of misalignment fault not clearly brought out by the previous studies, and new misalignment diagnostics recommendations are proposed.     

基于神经网络的旋转机械振动故障诊断

介绍了一种通过神经网络算法进行故障诊断的方法,神经网络的输入为通过对转子模拟信号进行傅里叶变换得到的典型频谱特征,将旋转机械不对中、不平衡、碰摩、涡动四种典型的故障作为网络的输出.首先用传统的BP网络算法进行诊断,得到故障诊断的精度,再将模糊理论与神经网络相结合,取长补短,组成模糊神经网络,对故障进行识别,从而得出模糊神经网络在模式识别方面具有更大的优越性的结论.     

转子-滑动轴承系统不对中-碰摩耦合故障分析

针对滑动轴承支撑下的转子系统发生不对中故障进而引起不对中-碰摩耦合故障的诊断问题,基于非线性有限元法,应用短轴承油膜力、等效不对中力矩及Hertz接触理论建立双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统动力学模型,并通过增广的拉格朗日方法来处理接触约束条件,以保证转盘和机匣相互接触时满足边界渗透深度在规定的容差范围内。同时,结合试验研究分析了在不同转速条件时,滑动轴承支撑下的耦合故障转子系统的相关动力学特性。研究表明碰摩故障在耦合故障中处于主导地位,不对中故障主要会激发高倍频谱处于从属地位;并且随着转速的提高,系统频率成分以高倍频为主,逐步由拟周期运动进入混沌运动状态,同时由于不对中力矩与碰摩力的作用,油膜失稳现象局部被抑制,一、二阶油膜振荡现象均滞后显现。研究结果可为滑动轴承支撑下耦合故障转子系统故障诊断提供依据。     

基于非线性输出频率响应函数的转子不对中-碰摩耦合故障诊断方法研究

基于非线性输出频率响应函数(NOFRF)的独特优势,将非线性输出频率响应函数引入到转子不对中-碰摩耦合故障中,提出了基于非线性输出频率响应函数的转子不对中-碰摩耦合故障诊断方法。利用提出的方法辨识得到了不同对中度及其角度的转子系统的NOFRF值,对比分析了不对中度及其角度对转子系统各阶NOFRF值的影响。仿真结果表明随着不对中度和角度的增加,NOFRF中二次谐波二阶非线性输出频率响应函数和二次谐波四阶非线性输出频率响应函数有着较为明显的增幅;一次谐波三阶非线性输出频率响应函数随不对中角度的增加而减小。因此,可以依据二次谐波二阶非线性输出频率响应函数、二次谐波四阶非线性输出频率响应函数、一次谐波三阶非线性输出频率响应函数值的变化规律识别转子系统的不对中程度。最后通过试验结果验证了仿真结果的正确性,研究成果为具有不对中-碰摩耦合故障的转子系统的故障诊断提供了重要的依据。     

Rotating machinery diagnosis using wavelet packets-fractal technology and neural networks

This paper presents a new fault diagnosis procedure for rotating machinery using the wavelet packets-fractal technology and a radial basis function neural network. The main purpose is to investigate different fault conditions for rotating machinery, such as imbalance, misalignment, base looseness and combination of imbalance and misalignment. In this study, we measured the non-stationary vibration signals induced by these fault conditions. Applying wavelet packets transform to these signals, the fractal dimension of each frequency channel was extracted and the box counting dimension was used to depict the failure characteristics of the fault conditions. The failure modes were then identified by a radial basis function neural network. An experiment was conducted and the results showed that the proposed method can detect and recognize different kinds of fault conditions. Therefore, it is concluded that the combination of wavelet packets-fractal technology and neural networks can provide an effective method to diagnose fault conditions of rotating machinery.     

基于声信号三维谱分析的转子故障特征提取的实验研究

对转子的一些典型故障（不平衡、松动、碰磨、不对中以及突加不平衡）进行试验模拟，对故障发生过程中的声信号采用声望话筒和十六通道索尼磁带记录仪进行采集的基础上，分析转子故障声信号的三维谱特性，提取和总结出由故障造成的声信号突变和对应的声谱特征。分析结果表明，采用声信号对转子的一些故障进行诊断是可行的。     

基于WEB的液压系统故障诊断专家系统的开发

根据工程机械液压系统工况特点，设计了基于WEB的液压系统故障诊断专家系统。介绍了专家系统的总体结构；着重论述了该专家系统的知识库的构成及其内部的推理机制。系统利用了WEB数据库及网页编程的技术特点，充分发挥。Internet收集、共享知识和数据的优势，改善了诊断专家系统的性能并扩展增强了系统的诊断功能。在专家系统的内部推理机制上利用了专家系统的正向推理及深度优先的搜索方式。已将该系统运用到某工程机械的推铺机液压系统的故障诊断中，收到了很好的效果。