转子系统油膜涡动及油膜振荡故障特征分析

介绍了转子系统油膜涡动及油膜振荡的产生机理和故障特征。对转子实验台升速过程的振动信号进行了分析,揭示了转子系统油膜涡动和油膜振荡的发生过程。对典型油膜涡动和油膜振荡信号进行了时频分析,揭示出油膜涡动和油膜振荡的故障特征。     

基于SSWPT的转子油膜失稳故障分析

针对已有的时频分析方法在转子非平稳特征提取方面的不足,提出采用同步压缩小波包变换(SSWPT)方法进行转子油膜失稳故障分析.首先将采集的振动信号进行小波包变换得到小波包变换系数,然后求取信号的瞬时频率,最后对小波包变换系数沿信号瞬时频率方向进行压缩,从而将各频率成分清晰呈现于时频图中.分别利用仿真、实验信号及油膜涡动现...     

基于HHT的虚拟信号分析仪在旋转机械故障诊断中的应用

根据希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)原理对虚拟仪器设计软件—LabVIEW进行二次开发,实现HHT方法,并设计基于HHT的虚拟信号分析仪。利用Bently RK-4转子试验台模拟汽轮机转子局部碰摩及油膜涡动故障,并将虚拟信号分析仪运用到对该转子的故障诊断中。通过对转子局部碰摩及油膜涡动故障特征的分析并结合虚拟信号分析仪的分析结果,验证了基于HHT的虚拟信号分析仪可以有效地提取旋转机械故障信息。     

汽轮发电机组故障特征分析与仿真

从汽轮发电机组的主要故障出发，查阅了大量相关文献，通过收集整理转子裂纹故障、支座松动引起的故障、转子碰摩故障、油膜涡动和油膜振荡、转子不对中故障和转子不平衡故障等汽轮发电机组常见故障的机理，从中选取了支座松动引起的故障、油膜涡动和油膜振荡作为重点讨论。对两种故障进行分析，由此对各种不同的故障表现形式建立其特征数学模型，用Matlab语言对各种数学模型进行模拟仿真求争，并与不同文献上的描述进行了对比分析，最终整理出了可供诊断识别的故障特征。     

改进的VMD方法及其在转子故障诊断中的应用

针对转子系统油膜失稳的诊断问题以及变分模态分解(VMD)的端点效应问题,提出一种利用互信息准则进行波形匹配和端点延拓的改进VMD方法,并通过分析各分量的Hilbert谱诊断油膜失稳状态.结果表明:该方法具有良好的多分量信号分解能力和端点效应抑制效果,能有效诊断出油膜涡动的发生时刻以及发展变化特点;当单盘转子发生1阶油膜振荡时,频谱中转频和振荡频率的幅值突出,同时会出现与两者相关的组合频率成分,对准确、可靠地诊断油膜失稳具有重要意义.     

基于阶比跟踪与VMD的瞬变工况发动机故障特征提取

针对发动机加速过程振动信号的非平稳性和存在强背景噪声的特点,提出阶比跟踪与变分模态分解(VMD)相结合的方法。对于柴油机曲轴轴承故障和汽油机连杆轴承模拟试验振动信号,利用阶比跟踪技术将时域上的非平稳信号转化为角域上的伪平稳信号,利用VMD对重采样信号进行分解,选择包含故障信息的模态分量,计算其阶比、转速、功率谱所构成的三维阶比谱阵,提取故障特征。仿真分析和故障模拟试验验证了该方法的有效性。     

滑动轴承润滑状态与声发射信号特征关系研究

通过在实验台上模拟转子的升速过程与轴承断油过程,研究滑动轴承油膜状态演变与滑动轴承的声发射信号特征的变化关系,获得了滑动轴承油膜状态随转速的变化过程中,轴承声发射信号特征的变化规律,以及轴承突然断油时声发射信号特征参数的变化规律,为诊断转子升速过程中滑动轴承出现的润滑故障及断油故障提供实验依据.     

基于阶次解调谱的滚动轴承故障诊断方法

针对变转速工况下滚动轴承的故障诊断问题,提出一种基于阶次解调谱的故障诊断方法。该方法先利用线调频小波路径追踪算法提取转速信号,并根据转速信号对轴承振动信号进行角域重采样,将时域非平稳信号转化为角域平稳信号。然后对角域平稳信号进行变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)得到若干本征模态函数分量(intrinsic mode function,IMF),并利用峭度指标筛选出敏感IMF分量,最后对敏感IMF进行Hilbert变换获得其阶次解调谱,通过提取阶次解调谱中的故障特征阶次来识别轴承故障。仿真和实验分析结果表明,该方法成功提取出故障特征阶次,可实现变转速工况下滚动轴承故障的有效诊断。     

基于包络阶比分析的太阳轮故障特征提取

由于变工况条件下存在非平稳、多元耦合振动、传递路径具有时变特性等特点,导致故障振动信号的复杂性以及响应更加微弱,其故障诊断特别是太阳轮故障是研究重点以及难点。针对该问题,提出一种适合变工况及弱特征信号解调的包络阶比分析方法。首先利用Tukey窗函数对振动信号进行加窗处理,其次利用谱峭度自适应地确定优化共振解调带通滤波中心频率和滤波带宽,获取复包络加窗信号,最后利用计算阶比跟踪对复包络加窗信号进行等角度重采样,转换为角域准平稳信号,进而获取阶比谱信息。通过太阳轮故障实验验证包络阶比分析方法的有效性。     

某型机组低压转子油膜涡动的分析与处理

某型机组在高负荷时汽轮机低压转子发生了突发性振动现象,降低负荷振动缓慢降低,之后振动瞬间消失,振动持续了十几分钟;在中间负荷变润滑油温度试验过程中再次发生了类似突发性振动故障。振动频谱分析表明,故障轴承主频率是0.376×的低频分量,结合振动特性、机组结构特点、轴承钨金温度、油膜压力和降速过程轴心位置变化,诊断为油膜涡动。在轴承检查无异常的情况下,采取了增加轴承载荷的治理措施,消除了该机组的低频振动故障。     

A non-destructive fault diagnosis method for a diaphragm compressor in the hydrogen refueling station

Costly and time-consuming maintenance of the hydrogen compressors due to their frequent breakdown severely hinders the deployment and promotion of hydrogen refueling station (HRS), and effective condition monitoring and fault diagnosis is the key to reduce the unscheduled downtime of the compressor. This paper proposes a non-destructive method for fault diagnosis of diaphragm compressors for HRSs based on the acoustic emission (AE) signal. The AE signals in the time domain are segmented into angle-domain signals correspond to a working cycle. The feature events of the moving components are determined through the measured AE signal in both angle-domain and angle-frequency domain based on short-term Fourier transform (STFT). Those feature events signals are innovatively applied to identify the typical abnormal conditions of excessively high oil pressure, slightly inadequate oil pressure and seriously inadequate oil pressure, replacing the traditional and destructive pressure measuring method. The results show that this method can be used to effectively diagnose abnormal working conditions and indicate that this method can be utilized as a powerful tool in the non-destructive condition monitoring and fault diagnosis of the diaphragm compressors.     

基于瞬时频率估计的内燃机信号阶比分析

阶比分析是内燃机急加速启动过程信号有效的分析方法,它是以得到准确的转速信号对其等角度采样为前提条件的。根据希尔伯特一黄变换(hilbert—huang ransform),提出了基于瞬时频率估计的内燃机信号阶比分析方法,直接从振动信号的瞬时频率估计得到转速信号。在瞬时频率估计的若干影响因素分析的基础上,提出了改进瞬时频率估计的方法。仿真与实际信号分析证明了该方法的可行性。     

磁场对旋转火焰涡量的影响(Ⅰ)

通过对磁场作用下旋转火焰涡量变化特性影响的研究,得到在不同的磁场作用时旋转火焰的旋转特性.研究结果表明:磁场的作用会改变旋转火焰的旋转强度,使火焰的旋转强度降低;对于相同旋转速度的旋转火焰,使火焰停止旋转的时间随磁场强度的增加而减小;在一定的火焰旋转强度(<95r/min)、磁场强度(一般>0.357T)和足够长的时间下,能使旋转火焰的旋转速度降低到零.     

全浮式浮环轴承-转子系统动态特性与稳定性研究

基于内外油膜的刚度和阻尼系数分析方法,探讨全浮式浮环轴承-转子系统的动态特性和稳定性;对轴承-转子系统进行线性和非线性仿真分析.分析表明:当系统转速超过12000 r/min时,系统进入不稳定状态,出现不稳定涡动;系统转速达到15000 r/min,浮环转速比为0.54时,系统处于不稳定状态.研究还表明:可通过轴承设计...     

基于声信号小波分解的转子碰磨故障特征分析

研究了基于声信号小波分解的转子碰磨故障特征,通过人为条件使转子产生碰磨故障,记录现场信号分析故障特征。转子碰磨信号具有较强的奇异性,而奇异信号往往载有重要的故障信号特征,利用小波分析理论在时域和频域上可同时对信号实现局部化处理的“变焦距”性质,分别对不同试件碰磨故障的声音信号进行了分析,将结果进行了对比,研究了碰磨声信号在小波包变换下的特征。结果表明：声音信号用于旋转机械故障诊断具有其特有的优越性。基于声音信号的小波分解可以识别碰磨故障特征。     

Time–frequency analysis based on Vold-Kalman filter and higher order energy separation for fault diagnosis of wind turbine planetary gearbox under nonstationary conditions

Planetary gearbox fault diagnosis under nonstationary conditions is important for many engineering applications in general and for wind turbines in particular because of their time-varying operating conditions. This paper focuses on the identification of time-varying characteristic frequencies from complex nonstationary vibration signals for fault diagnosis of wind turbines under nonstationary conditions. We propose a time–frequency analysis method based on the Vold-Kalman filter and higher order energy separation (HOES) to extract fault symptoms. The Vold-Kalman filter is improved such that it is encoders/tachometers-free. It can decompose an arbitrarily complex signal into mono-components without resorting to speed inputs, thus satisfying the mono-component requirement by the HOES algorithm. The HOES is then used to accurately estimate the instantaneous frequency because of its high adaptability to local signal changes. The derived time–frequency distribution features fine resolution without cross-term interferences and thus facilitates extracting time-varying frequency components from highly complex and nonstationary signals. The method is illustrated and validated by analyzing simulated and experimental signals of a planetary gearbox in a wind turbine test rig under nonstationary running conditions. The results have shown that the method is effective in detecting both distributed (wear on every tooth) and localized (chipping on one tooth) gear faults.     

基于MATLAB的噪声信号采集与分析系统研究

基于MATLAB的数据采集工具箱(DAQ)和信号处理工具箱开发了一套声音信号采集分析系统,该系统不仅能够实现低成本、高精度的实时采集,还能将声音信号资料导入系统进行时域和频域分析。利用另外一个工具Compiler使编制的MATLAB程序能够独立运行从而提高了运行速度;配备了友好的图形用户界面(GUI),方便用户操作。最后给出了系统在内燃机噪声诊断方面的应用实例。     

柴油机机体振动分析与诊断研究

柴油机运行时因激振力的作用会产生一定方向和频率的冲击振动,构件的裂纹或松动等故障会影响到其响应成分的频率能量特性.针对柴油机运行时的冲击响应振动信号,利用小波分析快速进行信噪分离,频域范围内采用功率谱分析结合小波包分解对各频段能量谱分析.根据振动信号时域峰值和时刻,频域能量的变化和分布,给出故障诊断层使用的状态特征向量...     

柴油机喷油泵电控测试单元的设计与应用

针对分配式喷油泵VP37执行器的旋转电磁铁位置控制、油温测量等方面的问题,介绍了电控调试装置的整体设计、信号调理电路和驱动电路等。本装置采用AD698对半差动环行传感器检测的滑套位移进行信号调理,并且为了能精确控制执行器位置,综合运用改变控制信号频率、占空比以及加载颤振信号方式来定位执行器,使之处于动态平衡状态,从而减少静摩擦力和消除磁滞现象影响,获得了较好的控制效果．     

汽轮发电机组轴系--支撑系统油膜失稳问题探讨

将油膜涡动归为汽轮发电机组轴系－支撑系统的固有振动,讨论了影响油膜稳定性的因素,并给出了消除油膜失稳的措施