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。     

汽轮机转子碰摩引起大轴弯曲的原因与处理

汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰摩是运行中常见故障,而转子碰摩是机组起动和正常运行中振动突然增大的主要故障之一。汽轮机动静部分碰磨对造成的危害是非常严重的,据国内汽轮机弯轴事故统计表明,其中86％由转子碰磨引起,转子碰磨严重时会引起轴系破坏。因此,分析和研究汽轮机动静部分发生碰磨的原因,可避免事故的发生,以保证机组的安全可靠运行。     

Jeffcott转子碰摩故障试验研究

针对工种实际中遇到的机组转子摩故障开展了试验研究,通过大量的试验,观测到了工作转子速低于一阶临界转速时,转子定子局部碰摩引起的倍频振动,高于一阶临界转速时,局部碰摩引起的分频振 及某些转速内出现的异频伪共振现象,试验民其于碰摩力模型和仿真结果定性一致,试验还表明,异频伪共振是高速工作的转子发生碰摩时的主要振动成分,这一结论对诊断和抑制高速转子的异常超标振动有积极意义。     

基于磁流变阻尼器的密封减振技术实验研究

针对透平机械密封系统的密封流体激振问题,将一种电流调节式磁流变阻尼器引入密封系统,设计搭建密封转子减振实验台,研究了磁流变阻尼器对不同转速和偏心率下的密封转子振动的抑制规律。实验发现,磁流变阻尼器可以抑制密封流体引起的转子振动,并且随着阻尼器工作电流的增加,抑振效果越好,降幅可达65.02%。利用Labview设计一种基于密封流体激振幅值的开关控制程序,实时监测转子的振动幅值,主动调节阻尼器工作电流,对密封系统进行开关控制实验,取得了良好的抑振效果,最高降幅可达68.71%。     

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。     

110MW汽轮发电机组轴系转子不平衡故障的诊断及治理技术

根据振型分离方法和模态理论的基本思想,对检修后的捷克110 MW汽轮发电机组转子不平衡故障进行了诊断.在工作转速下对轴系各轴承进行实测和分析诊断,得出发电机转子7#瓦振动超标的主要原因是转子存在较大的二阶不平衡分量的激振力,并且在转子激振力作用下发电机轴承座刚度降低,轴承座基础产生差别振动,导致7#瓦垂直振动和轴向振动超过振动标准数倍.这种诊断方法在故障诊断和轴系动平衡领域有着良好的工程应用前景.     

基于时频分析的裂纹转子碰摩故障特征研究

为研究转子系统耦合故障特性,采用有限元方法建立了含有横向裂纹、转静碰摩的非线性转子动力学模型。首先研究了不同转速下裂纹、碰摩单一故障下转子系统的振动响应,其次研究了两种故障耦合情况下系统的振动响应特征。采用波形图、FFT谱图、瞬时频率和Hilbert-Huang时频谱(HHS)相结合的方法对故障转子振动信号进行了分析。分析结果表明:运用多种时频分析相结合的方法可以较为全面地了解转子的故障特征,裂纹转子在1/5、1/3临界转速时会发生较为明显的5X、3X谐波,且裂纹的产生会导致响应幅值增大,从而引起更为严重的碰摩。      

航空发动机转子系统碰磨故障的实验研究

对转子系统碰磨故障进行了实验研究。分别采用铜、铁、钢和铝材料制成碰磨装置进行了实验，并分析了实验的结果。得到铝材料碰磨较其他材料的碰磨行为更为复杂可能产生于其摩擦系数较小的原因，铜和钢的较铁的行为复杂的原因是铜和钢的碰磨刚度较大。随着转速的升高，各材料的碰磨会导致系统行为更复杂，并且振幅变大。即使微小的碰磨的运行轨迹与正常状态和裂纹转子的运行轨迹也具有明显的区别，能够根据轴心轨迹识别转子的故障：     

剪切粘滞阻尼器在线消除油膜支承转子碰摩振动研究

针对工作环境恶劣及结构紧凑场合,提出新型剪切粘滞阻尼器在线消除转子碰摩振动。用有限元理论研究该阻尼器对支撑在滑动油膜轴承的单盘碰摩转子系统抑振作用。其数学模型为含非线性碰摩力、线性油膜力及外加剪切阻尼力的振动系统,并采用四阶Runge-Kutta方法进行数值计算,对比分析碰摩转子在施加该阻尼器后的振动响应。在理论分析基础上进行实验验证。仿真计算与实验结果表明该阻尼器可有效消除碰摩转子系统复杂轴心轨迹及二倍频等高频振动幅值。     

离心压缩机碰摩振动建模及改进方法

分析了福建龙岩某厂离心压缩机运行中碰摩振动的实际故障,认定碰摩是转子与静止部件摩擦引起的一种特有故障。局部碰磨一般是不对称的非线性振动,多数情况下产生转速频率的1/2次谐波振动;大面积碰摩会产生附加非线性作用,而使二、三次谐波幅值明显加大。运用非线性动力学理论,建立碰摩振动模型,并以实验进行验证,证明该模型是可行的,为离心压缩机工程实际碰摩故障准确诊断、控制提供了依据。分析了影响碰摩振动的因素,认为偏心距、转速、半径间隙、偏心量、静子径向刚度等对碰摩振动影响较大。提出一些具体的改进方法,可为同类问题提供参考。     

滚动轴承转子系统不对中-碰摩耦合故障非线性动力学分析

为了获取转子系统不对中-碰摩耦合故障下的动力学特性,通过拉格朗日待定乘子法建立了在完整约束下滚动轴承转子系统非线性动力学微分方程,采用龙格库塔数值法研究了不对中-碰摩耦合故障下系统的动力学响应,采用时域图、轴心轨迹图、分叉图、Poincare截面图和FFT谱图分析了不对中度、碰摩刚度和碰摩间隙对转子振动响应的影响。分析结果表明:不对中度的增大会使系统1倍频振动响应增大,也会产生2倍、4倍等偶数倍频,同时出现与VC(Varying Compliance)频率之间的组合频率响应。在低转速下,碰摩刚度和碰摩间隙对转子系统的影响较小;在高转速下,较小的碰摩刚度和较大的碰摩间隙会缓解系统的非线性行为。     

Research on Rubbing-fault Diagnosis System in High-speed Rotor based on LabVIEW

The rubbing between rotors and determiners is the common mechanic vibration fault in the operation of rotation machinery. During the operation of equipment,in order to meet the demand of high speed and efficiency of machinery,the gap between the active and passive parts of the rotor system become smaller,which results in the common rubbing fault of rotors and stators. This essay studies the fault diagnosis of high speed rotors based on invented instrument and shows the measurement and research of the signals of rubbing failure of high speed rotors. The research introduces the designed software and hardware which are experimented and testified on Bentley rotor experiment platform. The system has theoretical and applicative meaning in practical projects.     

基于EMD和HHT的航空发动机转子—机匣振动信号分析

将EMD和HHT方法引入航空发动机转子—机匣的振动信号分析,某台发动机的台架实测机匣振动信号的分析结果表明,该方法能够比较清楚地再现转静系统碰摩故障随转速和采样周期的演变过程,能够克服傅立叶谱无法同时获得时域和频域信息的缺陷。同时边际谱与傅立叶谱相比能够比较真实客观地反映系统的频率和幅值分布情况。     

旋转机械动静碰摩机理研究

通过引入混沌理论对碰摩的非线性特征进行了理论分析及数值求解，研究不平衡力和转速等条件发生变化时，碰摩的发展历程。结果表明，随控制参数转速的变化，碰摩出现从稳定周期运动经过倍周期分叉到达混沌的特征。文中对某电厂200MW机组出现的碰摩故障进行了实际分析和理论对照，得到的一般规律和理论定性分析结果一致。     

9R-40型揉碎机的振动研究

揉碎机是一种振动强度很高的农业机械,对环境和人身都要很大的危害。振动试验表明：转子转动不平衡是引起揉碎机振动的主要原因;其次高速旋转的转子带动叶片和锤的周期性运动打击空气质点会引发脉动冲击压力波,压力波作用在壳体零件上产生振动。通过揭示其振动强弱与其主要结构之间的关系,为揉碎机结构的优化设计、噪声和振动控制提供可靠依据。     

挤压油膜阻尼器同心度及碰摩对转子振动特性的影响

为了探明挤压油膜阻尼器存在不同心度以及碰摩故障时转子系统的振动特性,建立了带挤压油膜阻尼器的转子系统动力学模型,考虑了阻尼器不同心度以及油膜环碰摩故障等因素,并搭建实验器系统进行了实验验证。理论分析与实验结果表明,转子涡动半径越大,阻尼器的安装不同心度对转子振动影响越强;挤压油膜阻尼器不同心度越大,转子振动幅值越小,但非线性振动风险迅速增加;阻尼器偏心比过大时油膜内、外环可能发生碰摩,激起转子反进动固有频率,且振动幅值表现出剧烈波动现象。     

汽车空调旋叶式压缩机主轴转子的振动模型

主轴转子为汽车空调旋叶式压缩机的核心运动部件,其固有频率和振型直接影响压缩机的工作稳定性。通过对其振动理论分析、实验模态分析以及NX Nastran模态计算,确定了主轴转子的固有频率和振型。研究结果表明,转子系统的固有频率在3300Hz以上,远高于其工作频率,主轴转子的运转是可靠的。振动测试结果证明,压缩机外壳的振动总加速度远低于美国通用汽车公司"GMW标准"的规定上限,从而推断主轴转子工作过程中不会发生共振及由此产生的噪声和大的形变。分析结果也为主轴转子系统的故障诊断和振动控制提供了重要参考。     

燃气轮机转子系统典型振动特性试验研究

搭建气体轴承支撑的微型燃气轮机发电机试验装置,试验呈现微型燃气轮机发电机气体轴承-转子系统升速过程典型区域振动特征,并基于试验数据关联分析振动参数与燃气轮机运行参数、气体轴承的关键参数之间的耦合关系,结果表明:压气机出口压力波动对转子轴向振动影响较大;微型燃气轮机转子径向振动受点火压力波动、主燃料燃烧压力波动以及压气机...     

非对称温度场对高压转子系统碰摩响应的影响

实际作业的转子系统在发生碰摩故障的同时,经常要承受非对称、非稳定温度场的作用,势必要改变转子系统的碰摩响应特性。以某型航空发动机高压转子系统为研究对象,建立了高压转子停车后自然对流的流-热耦合模型,研究了高压转子不同停车时刻自然对流的流体速度和温度分布。在此基础上,建立了非对称温度作用下具有多自由度的连续转子碰摩响应的有限单元模型,对多种忽略和考虑自然对流温度场影响的碰摩响应结果进行了对比研究。结果表明,当考虑停车温度场影响时,高压转子的碰摩响应增大了系统振动响应的振幅,改变了轴心轨迹的分布,频谱图上的出现了丰富的由碰摩力和非对称温度场所激发的频率成分,振动情况更加复杂。