旋转机械不对中故障特征提取及诊断方法研究

对旋转机械转子系统不对中故障的征兆机理进行了分析,得出在不对中条件下,旋转机械产生二倍频振动这一典型征兆的原因,在转子实验台上对该类故障进行转子系统实验测试,并对原始信号进行频谱特征提取,使该类故障征兆得以验证。用实验测得的振动数据特征归一化处理后作为神经网络的输入变元,以实现对该类故障的准确分离和正确诊断     

旋转机械不对中故障特征提取提取及诊断方法研究

对旋转机械转子系统不对中故障的征兆机理进行了分析,得出在不对中条件下,旋转机械产生二倍频振动这一典型征兆的原因,在转子实验台上对该类故障进行转子实验测试,并对原始信号进行频谱特征提取,使该类故障征兆得以验证。用实验测得的振动数据特征归一化处理后作为神经网络的输入变元,以实现对该类故障的准确分离和正确诊断。     

双跨转子联轴器偏角不对中试验测量与分析

转子系统联轴器不对中是旋转机械频发的故障之一,尤其体现在多跨多轴系转子系统。模拟双跨-三支撑转子系统建立有限元模型,利用坎贝尔图得出一阶临界转速;搭建双跨-三支撑转子系统试验装置,试验测得在联轴器偏角不对中故障影响下,转子系统振动的频谱图、轴心轨迹和时域波形,分析转子系统振动特性。试验结果表明:随着偏角不对中量的不断增大,转子系统在通过临界转速时,1倍频振幅的增长倍率呈现递增趋势;转子在升速过程中,在偏角不对中故障影响下,2倍频伴随升速过程,且轴心轨迹会呈现"8"字形;在偏角不对中故障影响下,3倍频在通过临界转速时,其增长倍率最大;对于三支撑系统,与联轴器不同侧的转子系统受到联轴器偏角不对中振动的影响很小。     

燃气轮机转子裂纹故障分析与诊断

振动监测和诊断是及时诊断旋转机械故障的手段之一,其中的频谱分析能有效地诊断出转子裂纹。介绍了某燃气轮机转子裂纹的振动现象、处理过程以及故障诊断。转子裂纹的振动有以下特征:裂纹转子具有刚度不对称的特点,运行中存在二倍频振动,在启停机经过转子临界转速一半时存在二倍频共振峰;随着裂纹的发展,二倍频共振峰值有增大趋势;联轴器瓢偏以及低速盘车时转子晃度也会增大。根据转子的振动特征判断该转子存在裂纹且仍在发展,检查结果验证了故障诊断的正确性,为转子裂纹的故障分析与诊断提供参考。     

活塞式发动机轴系耦合振动问题（三）：同频和倍频耦合计算方法

作者曾经介绍过活塞式发动机轴系扭转与轴向振动间的两种耦合形式：同频耦合和倍频耦合。本文中，在对两种耦合机理分析研究的基础上，建立了耦合系统模型，分析了曲轴系统扭转，轴向耦合振动特性，提出了同频及倍频耦合的计算方法。     

抽水蓄能电站水泵水轮机组及厂房振动规律研究

本文选取不同水头段抽水蓄能电站,对水泵水轮机组和厂房结构开展联合测试,通过对测试结果分析,总结得出机组和厂房结构振动的基本规律,明确了无叶区内叶片过流频率的压力脉动通过蜗壳进一步传播,其倍频对应的脉动压力分量引发厂房局部结构的振动。不同电站的局部结构振动水平不尽相同,被测电站的水轮机层和母线层立柱振动普遍偏大。除此之外,还需对局部结构的细节予以关注,如楼板装修层对振动的放大效应等。     

汽轮发电机组两倍频振动原因分析与诊断

汽轮发电机组两倍频振动大是现场常见的振动故障，可以产生这种故障的原因很多，分析诊断过程中有时会有一定的难度。结合近期两台２００ＭＷ机组低压通流改选３前后对两倍频振动所做的详细测试，分析以发电机转子刚度不对称为主，结构共振为次导致的两倍频振的特征，并与其他原因造成的两倍频振动进行了比较。对现场机组两倍频振动故障的分析与诊断提供了一定参考。     

早期碰摩故障下转子进动信号变化规律的仿真分析

针对早期碰摩时转子振动特征与其它旋转机械常见故障(如不对中)特征相重复的问题,研究转子进动信号中蕴含的早期碰摩故障特征.建立了转子动力学模型并求解得到仿真转子振动信号,从中计算出4项转子进动信号(公转半径、径向运动速度、公转转速、公转加速度)并进行了分析.结果表明发生早期碰摩时,转子进动信号的波动幅度会急剧加大,其中公转加速度信号会在碰摩点处发生瞬间剧烈波动,可用来指示碰摩部位;频谱中高阶倍频成分大大增加,大部分情况下高阶倍频代替转频成为主要成分.这些特征与正常状况有显著区别,可望用于碰摩故障的诊断.     

基于分层模态综合法的大型汽轮发电机组转子-末级叶片耦合系统扭转振动分析

针对应用三维有限元法计算大型汽轮发电机组转子-末级叶片耦合系统扭转振动时存在自由度多和难以实现等问题,在模态综合法(CMS)的基础上,推导了计算转子-末级叶片耦合系统振动的分层二重CMS法的基本方程,给出了降阶的思路和原理.采用该方法对某1 000 MW汽轮发电机组的转子、末级和次末级叶片组成的耦合系统进行了扭转振动特性计算和分析,与不考虑末级、次末级叶片实际结构影响的固有振动特性进行了对比.结果表明:如果不考虑末级叶片的实际结构,会漏掉一些重要的振动模态,给转子和叶片的安全带来隐患;降阶前系统的自由度达到1.5亿,而降阶后系统的广义自由度仅为原自由度的0.07%;分层二重CMS法可用于大功率机组转子、末级、次末级耦合系统的扭转振动分析.     

多跨转子系统联轴器偏角不对中试验研究

为了减少多跨转子系统联轴器不对中故障,建立了双跨-三支撑转子系统试验装置,对试验转子系统进行有限元分析,将有限元结果与试验测得的临界转速进行对比验证,并测得联轴器偏角不对中条件下转子系统频谱图、轴心轨迹和时域波形。结果表明:随着偏角不对中量的不断增大,转子系统在通过临界转速时,1倍频振幅的提升倍率呈递增趋势;转子升速过程中,在不对中量的影响下,2倍频伴随整个升速过程,且轴心轨迹呈现"8"字形;在不对中量的影响下,3倍频在通过临界转速时的振幅提升倍率最大;对于双跨-三支撑转子系统,与联轴器在异侧的转子受联轴器偏角不对中振动的影响很小。     

双跨-三支点转子系统偏角不对中试验研究

汽轮发电机组为多跨多支撑挠性转子系统,由于各转子不对中会给机组带来一定的危害。建立双跨-三支点转子系统试验装置,试验测得双跨-三支点转子系统波德图、轴心轨迹图、频谱图、层叠图,分析子转子系统动力特性。通过调节1号轴承标高来设置转子偏角不对中故障,对比健康状态与偏角不对中试验结果得出如下结论:偏角不对中转子系统较健康转子系统临界转速有所下降;不对中会导致转子系统的1倍频明显减小,2倍频增加;偏角不对中状态下,双轴承侧转子振动峰值大于单轴承支撑侧转子振动峰值。该试验结论可指导工程实践,具有一定的实用价值。     

联轴器不对中状态对船舶轴系动力学特性影响的试验

针对某船舶高速轴系不对中状态对轴系振动的影响,建立涡轮转子-传动轴-太阳轮转子试验模型,通过调整轴承支座的标高来模拟平行不对中和转角不对中量,进行多次升降速试验获得靠近轴承处的转子的振动位移。研究表明:不同的联轴器不对中状态对轴系的临界转速没有影响;在工作转速4 200 r/min时,不同联轴器对中状态下轴系各测点基频振动幅值变化很小,靠近套齿联轴器的太阳轮右侧轴承处转子2倍频振动明显大于左侧轴承处的振动;整体抬高太阳轮轴系标高对2倍频振动的影响较小;太阳轮左侧轴承支座标高降低时各轴承处2倍频振动幅值均有一定程度的增大;降低涡轮驱动端轴承支座的标高,轴系2倍频振动幅值整体增大;各对中状态下所有测点振动幅值的计算值与试验测量值的平均偏差小于20%,不同的对中状态对涡轮机转子的振动影响均小于对太阳轮转子的影响。     

多跨转子系统联轴器偏角不对中振动特性与试验研究

转子系统联轴器不对中是旋转机械频发的故障之一,尤其体现在多跨多轴系转子系统。模拟双跨-三支撑转子系统的有限元模型,求得转子研究范围内的一阶、二阶临界转速;建立了双跨-三支撑转子系统试验装置,测得联轴器偏角不对中量变化时转子系统振动的频谱图与轴心轨迹,分析转子系统振动特性。通过试验结果分析,得出结论:随着偏角不对中量的不断增大,转子系统一阶临界呈现递增的趋势,二阶临界转速影响不大;转子升速过程中,发生偏角不对中时,2倍频明显增加,且轴心轨迹会呈现"8"字形或"香蕉"形;随不对中量的增加,2倍频伴随整个升速过程,当转速升到较高速度时,其幅值进入无规律状态。     

曲拐弯扭耦合振动影响规律研究

基于圆盘非对称转子简化模型和达朗贝尔原理,建立了曲轴单拐弯-扭耦合非线性振动数学模型,并利用解析推导法和四阶龙格库塔的迭代数值求解方法研究了弯曲振动和扭转振动间的相互影响规律。研究结果表明,弯曲振动(或扭转振动)会耦合产生多种频率成分的扭转振动(或弯曲振动),耦合振动幅值随着激励频率和偏心距的增加而加大,且弯曲振动对扭转振动的耦合影响相对较大。     

基于声发射技术的水轮机转轮叶片裂纹检测

目前水轮发电机组中的转轮叶片裂纹故障仍广泛采用振动监测方法进行间接测量,通过振动频谱中转频的倍频成分进行故障判断,但这种方法并不十分有效。介绍了声发射技术用于检测水轮机转轮叶片裂纹的可行性。分析水轮机不同运行工况叶片裂纹声发射信号与轮叶片裂纹发展过程的关系,同时将测得的声发射信号与同期的振动信号进行比较。实验结果表明,与振动检测方法相比声发射检测更容易检测到初期的转轮叶片裂纹故障。     

考虑齿轮偏心的风力机齿轮箱高速级传动系统非线性动力响应分析

为了研究风力机高速级齿轮传动系统非线性动力学响应,采用集中参数法建立16自由度齿轮-转子-滚动轴承弯扭耦合非线性动力学模型。该模型考虑时变啮合刚度、传递误差、齿侧间隙、齿轮偏心及齿面摩擦等非线性因素,应用Runge-Kutta算法对系统的微分方程进行求解,结合系统时域图、FFT频谱图、相图、Poincaré截面图和三维频谱图,分析齿侧间隙与偏心量对系统响应的影响。结果表明,由于弯扭耦合的作用,齿侧间隙和偏心量均对系统的扭转振动有明显影响。随着齿侧间隙增大,系统的扭转振动角位移增大,但各频率成分未发生明显改变。应选择合适的齿侧间隙,以减小系统的振动响应幅值、倍频和随机谱成分。随着齿轮偏心量增大,齿轮在扭转方向上振动幅值的波动较大,从动轴转频幅值激增,系统由周期运动渐变为混沌运动,因此在系统设计阶段应尽量避免齿轮偏心现象的出现。     

基于预应力的转子系统启动特性研究

利用预应力法研究了转子系统在启动时的动态特性,计算了转子系统在加速过程中的应力和振动特性.在此基础上,分析了转子过临界转速时的扭转变形和弯曲变形.     

弹用燃气轮机不对中故障测试及诊断

对弹用燃气轮机转子系统不对中故障的征兆机理进行了分析，在高速转子实验台上对该类故障进行实际转子系统实验测试，并对原始信号进行频谱特征提取，使该类故障征兆得以验证。用实验测得的振动数据特征作为神经网络的输入变元，以实现对该类故障的诊断。     

转子系统不平衡响应模拟试验验证分析

1 概述科技的发展使得旋转机械日趋高速化、大型化、精密化。对于汽轮发电机组,由于容量不断提高,仅就其转子而言,要求跨数增多,跨距加长,使其振动特性更加复杂;为了使机组能安全运行,延长机组的使用寿命,就给设计制造部门带来了一个重要课题——如何减少其转子系统的振动。转子系统的振动是多样的,它包括转子的弯曲振动、扭转振动、圆盘(叶轮)的振动或盘上叶片的振动、轴承座振动和基础振动等等。转子的弯曲振动较为复杂,牵涉的因素较多,其中较为主要的原因就是转子存在着不平衡质     

水轮机阻抗对长有压输水系统水力振动特性的影响

为了解水轮机不同运行工况点的水力特性对水力-机械系统自由振动分析的影响,结合长输水系统水电站,基于两种不同的水轮机选型方案,考虑同一水轮机在不同运行工况点以及不同水轮机在相近工况点的系统自由振动分析,揭示了水轮机阻抗特性对系统振动特性的影响。分析结果表明,自由振动分析的角频率反映了系统的固有频率特性,不同运行工况下水轮机阻抗的变化对角频率的影响较小;不同的水轮机特性及运行工况点对系统振动稳定性存在不同程度的影响,在一些工况点水轮机阻抗可能为负值,自由振动分析中会出现衰减因子为正的自振频率,系统不稳定;不同水轮机相近工况点的系统振动特性基本一致。