碰摩转子轴心运动加速度信号的仿真分析

针对早期碰摩时转子振动特征与其它旋转机械常见故障特征相重复的问题,研究转子轴心运动加速度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,从中计算出转子轴心运动加速度信号并进行了分析。结果表明发生早期碰摩时,转子轴心加速度信号会在碰摩点处发生瞬间剧烈波动,可用来指示碰摩故障及部位,故障特征远比轴心振动位移信号和轴心轨迹图明显,可望用于早期碰摩故障的诊断。     

转子碰摩故障的声发射与振动特征分析

通过实验分析比较了不同转速和不同碰摩状态下转子碰摩声发射信号与振动信号的时频特征。实验结果表明,声发射信号比传统的振动信号对碰摩更敏感,所含的信息更丰富,使用声发射技术不仅可以有效地检测碰摩故障的发生,还能判断出碰摩的严重程度,是一种很有发展潜力的转子碰摩故障的检测方法。     

转子碰摩故障振动时频特征的实验研究

通过转子实验台模拟了转子局部碰摩、全周碰摩故障,基于Hilbert-Huang变换(HHT)给出了不同条件下碰摩故障振动信号时频分布特征.结果表明,基于HHT的时频分析方法能在局部碰摩故障发生的早期作出准确诊断;时频图上高频成分的频率调制现象是区分全周碰摩与局部碰摩的重要特征;基于HHT的时频分析方法比传统的频谱分析更准确地反映出碰摩故障的特征,为此类故障的预报与诊断提供了依据.     

转子早期碰摩故障特征的小波包分析

针对旋转机械碰摩故障的特征,运用电涡流传感器和虚拟仪器检测和诊断转子的碰摩故障.分析了转子碰摩振动信号的时域波形特征、碰摩振动时的轴心运动轨迹特征,提出了应用小波包分解、重构技术进行消噪处理,实验分析结果表明该方法可以有效地提高故障诊断的准确性.这对转子碰摩故障诊断具有重要的理论和现实意义.     

碰摩转子弯扭耦合振动特性仿真实验研究

建立了一碰摩转子弯扭耦合数学模型,应用非线性动力学理论对碰摩转子弯扭耦合数学模型的动态响应进行仿真。仿真结果表明,碰摩使转子的扭转振动和弯曲振动相互影响,产生复杂的运动形态。本文的研究结果对深入认识转子的碰摩机理和准确地诊断碰摩故障具有一定的参考价值。     

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.     

转子径向碰摩故障的非线性特征研究

考虑到碰摩转子动静接触时的摩擦力与塑性冲击现象，引入了转子径向碰摩的非线性Goldman-Muzynska模型。运动方程的数值解表明，在2．2倍临界转速以上，转子振动出现明显的分岔和混沌现象，转子升速试验也说明，碰摩故障的典型特征是在较高的转速下出现严格的1／2，1／3等分数倍频，应用上述理论并结合提纯轴心转迹等分析方法，成功 捕捉到一起汽轮机转子的碰摩故障，为今后其它机械设备同类故障的确诊提供了可靠的依据。     

基于全谱分析的转子非线性动力学研究

为研究刚性支承下故障转子系统的进动问题,建立了转子系统非线性动力学模型,通过数值仿真得到裂纹故障、碰摩故障以及裂纹-碰摩故障的进动信号,并基于全谱图分析了其变化规律和特点,最后利用Bently转子实验台对裂纹-碰摩故障下转子系统的全谱图进行了实验验证。结果表明:全谱图不仅反映了转子振动幅值的变化,而且包含了转子进动方向的信息;碰摩故障和裂纹-碰摩故障下转子的响应中出现-nX高倍频成分,转速比为0.55时-2X成分幅值高于2X成分幅值,呈现2阶反进动特征;碰摩故障和裂纹-碰摩故障时转子系统在高转速下的非线性特征更复杂,全谱图中出现±1/2X成分,此时转子系统处于周期2运动状态。     

大型汽轮发电机组碰摩故障案例研究及分析

列举了近年来国内一些大型汽轮发电机组碰摩故障案例,对发生故障转子、部位及故障原因进行案例统计分析,得出碰摩故障的主要原因包括动静间隙调整过小、汽缸膨胀不畅以及汽封问题等,从振动频率、振幅变化、相位变化及其它相关特征归纳分析了碰摩故障的振动特征,进一步得出了常用的处理碰摩故障的措施,为大型汽轮发电机组安全运行提供了技术参考与借鉴依据.     

旋转机械径向碰摩模型分析

转子系统动静碰摩是汽轮发电机组等大型旋转机械时常出现的故障之一。对碰摩故障的深入研究和准确诊断是确保汽轮发电机组安全运行的重要技术手段。对转子系统动静碰摩的研究主要包括两个方面:精确的模型和有效的振动诊断特征信息。分析了转子与定子发生径向碰摩的各种物理模型和力学模型。通过对刚性支承和弹性支承等碰摩的物理模型和碰摩的各种法向力和切向力模型的对比,分析了各个模型的特点及其应用范围。介绍了动静碰摩的系统动力学模型,指出建立多参数、通用、精确的法向力和切向力模型以及精确的系统动力学模型是碰摩振动故障研究的发展方向。     

基于Hertz接触模型的碰摩转子动力学响应研究

根据Jeffcott转子的碰摩原理,在线性碰摩微分方程的基础上,基于Hertz弹性接触理论描述非线性碰摩力,建立了非线性碰摩模型,对线性模型和Hertz模型进行了比较.鉴于汽轮机碰摩位置的碰摩半径、材料都不相同,利用Hertz模型研究的不同刚度下的碰摩动力响应对判断碰摩位置有指导意义.     

非线性弹性转子系统碰摩的动态特性

在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件问的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上，构造了具有碰摩故障转子一轴承系统的动力学模型，对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析，发现在亚临界转速区，系统响应主要以周期运动为主，在半倍临界转速附近有短暂的混沌运动。在临界转速区，系统响应为周期运动，振幅相应增大。在超临界转速区，系统响应以混沌、周期分频和拟周期为主要运动形式。不同的速度影响因数对系统的响应也具有一定的影响。该结果为转子-轴承系统的故障诊断提供了一定的参考。     

转子-定子系统松动-碰摩耦合故障的动态响应分析

建立了考虑定子与基础之间的连接刚度和阻尼(包括定子本身运动)的转子-定子系统发生松动-碰摩时的动力学模型和微分方程，对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析，发现随着转速的变化过程，此类系统响应主要以拟周期或阵发性分岔进入混沌，而由拟周期或倍周期倒分岔离开混沌。在超临界转速区，系统的响应以混沌和周期k的分频运动为主要运动形式。该结果为转子-定子系统的故障诊断提供了依据和参考。     

静子存在缺陷碰摩转子系统振动特性研究

针对实际中存在转、静件不均匀膨胀导致碰摩的情况,把静子局部膨胀当作静子局部存在的凸起缺陷考虑,以此建立了碰摩力模型,研究了其振动特性的变化情况,为实际碰摩故障诊断提供了理论依据。     

小波变换在转子动静碰摩故障诊断中的应用

转子动静件碰摩时存在奇异性，而信号中的奇异点及不规则突变部分常带有比较重要的信息。利用小波变换具有空间局部化的性质，并通过一维小波变换工具对碰摩信号进行多尺度小波分解获取细节信号。从而对信号中的奇异点进行检测，明确地指出转子动静碰摩时奇异点的位置和奇异度的大小，为汽轮发电机组碰摩识别提供了有效的方法。     

基于第二代小波变换的转子碰摩故障特征提取方法

为了能够提取隐含在振动信号中的故障特征,利用第二代小波对称、紧支撑和冲击振荡衰减的特点,有效地提取具有冲击响应特性的故障特征。实验证明,即使采用较小支撑区间的此类小波,也可获得理想的效果。另外,为了获得与原始信号相同的时间分辨率,采用单支重构的方法分别对逼近信号和细节信号处理,得到了转子碰摩故障的时域响应特征,为故障诊断和预示提供了一种分离故障时域特征的方法。     

碰摩转子-轴承系统周期运动稳定性分析

在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转定子问的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了具有碰摩故障转子一轴承系统的动力学模型,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和Floquet理论,研究了系统周期运动的稳定性。发现碰摩转子一轴承系统在不同的转速下会发生鞍结分岔、倍周期分岔和Hopf分岔等现象。研究结果为转子一轴承系统的故障诊断提供了一定的参考。     

柔性支撑下汽轮机组振动响应特性分析

为解决汽轮机组低压缸轴承振动大的问题,对低压转子振动响应特性进行了研究。基于转子动力学理论建立了转子-轴承支撑系统有限元分析模型,考虑支撑刚度对转子系统振动的影响,计算了不同支撑刚度下转子轴承振动、轴振和绝对轴振响应特性。研究表明:不同支撑刚度下转子不平衡振动响应差异较大,柔性支撑下,轴承振动较大,轴振较小;转子绝对轴振能够较为真实的反映实际振动情况,3 000 r/min工作转速时,柔性支撑下轴承振动对转子不平衡力变化较为敏感;现场可通过精细动平衡降低轴承振动。     

汽轮机组轴颈碰摩故障分析与研究

结合某电站350MW机组运行中发生轴颈碰摩故障过程以及碰摩故障机理与原因,利用故障振动数据及轴承运行参数对轴颈碰摩故障发生过程进行了分析。机组发生轴颈碰摩故障时,振幅明显升高并导致轴瓦温度升高以及润滑油压降低。由于润滑油压低导致油膜形成能力差使得轴瓦与轴颈发生碰摩故障。     

Calculation of unbalanced magnetic pull in small cage inductionmotors with skewed rotors and dynamic rotor eccentricity

This paper sets out a simple analytical model which is able to account for the damping effects of a cage rotor on the unbalanced magnetic pull (UMP) when the rotor is dynamically eccentric. The algorithm is implemented for a 4-pole cage induction motor with a variety of rotors with different rotor eccentricity and skew. The model is verified by the assessment of the UMP vibration when the different rotors are fitted in the stator. The characteristics are compared and it is found that the predicted and measured UMP characteristics compare well. It is observed that skewing the rotor cage increases the UMP when the motor is loaded