涡轮风扇发动机中介机匣水平振动故障诊断方法研究

某涡轮风扇发动机振动故障是台架试车及外场使用中频繁出现的主要故障之一,是影响我公司发动机生产交付的主要技术瓶颈。在发动机振动故障中,有前机匣振动,偶有后机匣和发附机匣出现振动的情况,尤以中介机匣振动故障为主。按照该型发动机结构及振动机理分析,中介机匣振动主要是由于转子不平衡,弹性支承挤压油膜失效等原因引起的。所以,对转子动平衡、弹性支承工作原理有必要进行深入的试验与分析,针对振动形式的不同,采用相应的更加有效的排故方式及控制措施,提高发动机的试车合格率,降低修理成本。     

基于某航空发动机振动事件的高压涡轮转子叶片超温问题研究

某航空发动机试验过程中发生振动大故障。分解后,发现高压涡轮转子叶片等多处零组件有磨损、变形甚至断裂的情况。将全台共计72片高压涡轮转子叶片委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析,确认原因为高压涡轮转子叶片超温。分析高压涡轮转子叶片超温的多种可能原因,采用排除法,推断此次高压涡轮转子叶片超稳为局部超温,原因为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片导致高压涡轮转子叶片冷却失效。根据推断寻找事实依据,推导故障模式。提出解决高压涡轮导向器堵块存在脱落可能性的方案,为后续高压涡轮转子叶片超温问题的判断提供分析思维导向。     

航空发动机高压转子动平衡工艺技术研究

航空发动机转子是航空发动机的重要部件,航空发动机转子动平衡工作是转子装配工艺中的重要工艺过程,航空发动机的高压压气机和高压涡轮转子的动平衡工作是保证发动机稳定工作的基础,本文针对转子部件的动平衡工艺为研究方向,具体研究了航空发动机的高压转子的平衡工艺技术,用高压转子组合平衡降低发动机振动有着至关重要意义。     

百年电力3号机组异常振动分析处理

百年电力3号机组大修中进行了增容改造后,机组启动、定速和带负荷过程发生异常振动,严重威胁机组的安全运行.通过频谱分析、振动升降特性和机组带负荷的振动特点等特征对机组的振动故障进行了正确的诊断分析,确认了汽轮机中压缸内的动静摩擦和低压转子一阶和二阶不平衡量的存在是造成的机组异常振动的原因.通过调整2号轴承座的标高和低压转子的一次精确加重,成功消除了机组的振动故障,振动达到优良水平,保证了机组的安全投产运行.     

具有初始弯曲的1000MW汽轮机低压转子的振动特征分析

近年来,1000 MW超超临界汽轮发电机组在中国得到快速发展。然而,运行经验显示,1000 MW超超临界汽轮发电机组普遍存在振动偏大的现象,尤其低压转子两端的振动比较突出。转子振动的原因有很多,质量不平衡和轴系弯曲均会随着转子的每一次旋转周期性地给予转子一个固定的激振力。以某1 000 MW超超临界汽轮机的低压#2转子为例,利用有限元的方法研究其弯曲振动特性,并对质量不平衡和弯轴故障引起的振动特征进行了对比分析。计算结果显示,转子在定速下旋转会出现因质量不平衡或弯曲而产生的涡动,当转子支撑在各向同性轴承上时,无论是激振力是正向或反向涡动,所引起的振动响应均为正进动;而当转子支撑在各向异性轴承上时,无论是激振力是正向或反向涡动,所引起的振动响应均将是为反进动。当交叉刚度呈异向(一个为正,一个为负)时,无论是否存在阻尼,转子将出现不稳定。     

某型航空发动机台架试车异常振动故障诊断

基于某型航空发动机机匣实测振动信号的分析和该型发动机结构特点的剖析,对该型发动机某次试车振动异常现象进行了研究。研究结果表明,低压涡轮支承间隙和偏心量差是引起异常振动的主要故障原因。同时表明,结合现代信号处理技术和正确的分析思路,能够较为快速准确地定位故障,避免盲目的分解检查。     

基于能量空间不对中非线性双转子振动特性分析

针对轴系质量不平衡、转子支点不同心等故障问题,建立具有偏角不对中的水平支撑非线性双转子系统模型及动力学方程。利用Runge-Kutta法求解系统的振动响应,发现低压转子出现多个超谐波共振峰。通过庞加莱映射和分岔图分析该系统的非线性振动机理。基于振动能量空间分析方法,研究双转子不同临界转速区域的振动能量轨道特性,初步定量地分析不对中故障对非线性双转子系统振动的影响。实现了具有不对中故障的非线性双转子系统的振动机理表征,研究结果可为多转子系统的复合故障诊断提供新的分析方法。     

与瞬态温度场有关的整机振动故障分析

针对某双转子航空发动机的整机振动故障进行计算分析和试验研究,认为该振动故障与发动机试验时的瞬态温度场有关.在发动机加速试验过程中,各转子之间或转子与静子之间,由于瞬态温度场的差异,造成在转动件与转动件或转动件与静子件之间最小间隙处出现"硬碰硬"的碰磨现象,致使加大转子的动力响应.该研究结果可用于诊断和控制与瞬态温度场有关的转子与转子或转子与静子之间碰磨引起的振动故障.     

航空发动机双转子系统高/低压涡轮碰摩振动分析

针对航空发动机碰摩问题,考虑高压涡轮与低压涡轮碰摩,建立了五点支承的航空发动机双转子系统动力学模型。碰摩力模型采用Lankarani-Nikravesh滞回力模型。利用龙格-库塔法进行数值计算,并研究了双转子系统的频谱特性、幅频特性。最后,基于双转子实验台,部分验证了数值计算结果。结果表明:(1)双转子系统碰摩会使系统产生激励频率以及组合频率,并发生组合共振;(2)高压涡轮碰摩会导致系统产生反向涡动全周碰摩,低压涡轮碰摩对高压涡轮碰摩有抑制作用,即高低压涡轮同时碰摩时与高压涡轮碰摩时相比,系统发生反向涡动的转速区间更窄、振动幅值更低;(3)在升降速过程中,碰摩会导致双转子系统出现单个甚至多个双稳态现象。     

旋转机械现场动平衡的影响因素分析

转子不平衡产生的振动主要是由不平衡质量的惯性力和惯性力矩造成的。转子不平衡引起的故障约占机械全部故障的60％以上。在转子不平衡引起的机械故障中,除了不对中、轴弯曲、材质不均匀等原因造成的不平衡外,还有大量现场不可避免的原因。比如热变形和电磁力的影响,转子在使用过程中存在的磨损、积垢等都会使转子产生新的不平衡。由此可见,转子现场动平衡具有广泛的应用要求。     

高速微型向心涡轮转子研究

对某微型向心涡轮转子进行了结构动力学分析.并对转台上的涡轮转子的振动进行了试验研究,分析了振动过大和倍频等问题出现的原因,提出了改进措施,排除了微型涡轮转子的振动故障,保证了转台的安全运行.     

某新机四级涡轮盘变形控制技术研究

某新机是新一代高性能发动机,低压四级涡轮盘是发动机中涡轮转子中的核心转动部件,因受零件结构限制,其加工时易产生变形,零件合格率低。通过优化涡轮盘加工工艺路线、加工余量及切削路径,控制切削参数,提高零件加工质量,提高零件合格率。     

基于定子振动特征的转子绕组短路故障识别

分析了汽轮发电机转子绕组匝间短路故障和转子不平衡故障时定、转子径向振动特征。当转子绕组匝间短路故障发生时,转子基频振动增加,定子二倍频振动减小;当转子不平衡故障发生时,转子基频振动增加,定子二倍频振动增加,不同于转子绕组匝间短路故障时的定子振动特征。在此基础上提出了基于定子振动信号的转子绕组匝间短路故障识别方法,与传统的单纯利用转子振动信号的诊断模型相比,可有效识别转子绕组匝间短路故障和转子不平衡故障。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机定、转子径向振动信号,与理论分析结果基本吻合。     

冲击载荷下航空发动机转子振动特性试验方法EI北大核心CSCD

以某舰载涡桨发动机动力涡轮转子为研究对象,基于动力学相似设计原则设计了与真实转子动力特性一致的模拟转子,并验证了动力学相似设计的正确性。提出一种冲击载荷下转子振动特性试验方法,在振动台上开展高速电机抗冲击性能和转子在冲击载荷下的振动特性试验研究,验证了高速电机具备不低于10 g的垂向抗冲击性能,提取了转子在冲击载荷下的瞬态振动响应,获取了冲击时振动响应主要频率成分。研究表明,模拟转子动力特性与真实转子具有良好一致性,冲击时振动响应基频不变,但存在较复杂的其他频率成分。研究为某舰载涡桨发动机的研制提供了技术支持,为转子在冲击载荷下的动力学试验提供了方法。     

涡轮增压器转子的振动分析及故障诊断

某型汽车涡轮增压器高速转子正常工作时转速每分钟可达十万转，由于该涡轮增压器在使用及出厂实验过程中经常发生转静子碰磨故障，该故障危害严重一旦发生往往导致增压器设备完全报废。针对这一问题，对50多台涡轮增压器进行了振动测试，并对测量信号应用HP3567A进行了频谱分析。根据所测信号自功率谱、瀑布图以及阶次跟踪图的特点，确定了该转子的振动特点，找出其发生碰磨故障的主要原因，为产品的排故提供了依据。     

涡轮增压器转子的振动分析及故障诊断

涡轮增压器转子正常工作时转速可达十几万转,由于经常发生转子碰磨故障,危害严重。针对这一问题,对该转子进行了振动测试,并对测量信号应用HP3567A进行了频谱分析。确定了该转子正常运转时的振动特点,找出其发生碰磨故障的主要原因,为产品的排故、改造提供了依据。     

透平膨胀机转子系统振动故障分析与处理

透平膨胀机是低温法空分设备及气体分离和液化装置中的重要部机之一,在实际生产中,膨胀机处于高速运转中,最常见也是最易发生的故障大多是由转子—轴承系统振动所引起。分析叶轮轴向窜动、转子不平衡振动、轴承自激振动、喘振和液击现象等振动故障的原因,提出改进措施,以保证空分设备稳定和安全运行。     

基于船用涡轮增压器转子系统非线性振动特性研究

以自主研发的船用涡轮增压器为研究对象,建立考虑非线性油膜力的转子轴承系统动力学模型,进行转子动力学系统仿真计算,得到转子系统的临界转速、非线性振动频谱、轴心运动轨迹。根据轴承油膜发生的特征和不平衡引起的振动对比分析,探讨油膜振荡发生的机理,得到涡轮增压器转子轴承系统的非线性振动特性,了解影响转子系统振动产生的主要因素。进一步研究润滑油进口温度和轴承间隙对涡轮增压器振动特性的影响关系,得到减小增压器转子系统振动的结构设计和优化策略。     

高速风机振动分析和转子动平衡

某厂#2机组安装后试运行时风机轴振动就偏大,动平衡经过多次配重轴振动都不能降低到理想值.主要原因是风机转子制造时中间部位存在较大的质量偏心,而所加平衡重量在转子两端平衡孔内,工作转速下转子呈现出多阶振型叠加的复杂振型.按照挠性转子振型平衡理论,现场在只有两个加重面的条件下,不可能平衡二阶以上振型,风机轴振动就很难同时达到优良水平.     

中介轴承导致的高低压转子随动旋转现象

某航空发动机装配后,对通过上部减速器机匣对高压转子进行摇转检查时,多次发现低压转子存在跟随转动现象,通过放大高、低压转子之间摩擦副间隙的方法未排除故障,进一步复查发现故障发动机中介轴承外环过盈量偏大导致轴承装配游隙偏下限,分析认为轴承装配时存在较大的负游隙是同转现象出现的原因,该现象对发动机使用质量无明显影响,控制轴承装配游隙后可以排除。