基于小波变换的转子动静件碰摩故障诊断研究

利用小波变换与多分辨率分析理论，对振动信号进行多尺度分解，通过分析细节信号的能量分布研究了振动信号中碰摩特征，由信号的一种特征向量进行了信号特征的放大处理，进而可以清晰地得到振动信号小波分解细节的能量分布特征，能够比较准确地诊断碰摩故障程度，同时也能有效地区分不磁摩与整圈碰摩。     

小波变换在转子动静碰摩故障诊断中的应用

小波变换在时域和频域均有很好的局部特性,适用于处理非平稳信号.本文利用小波分析技术对汽轮机组动静碰摩的振动信号进行处理,通过多尺度分析,使碰摩故障特征在相应的尺度图上体现出来,为汽轮发电机组轴系碰摩故障识别提供了新的方法.     

形态分量分析在转子早期碰摩故障诊断中的应用

提出了一种基于形态分量分析的转子早期碰摩故障诊断方法,该方法用形态分量分析从转子早期碰摩故障信号中提取出冲击成分。形态分量分析根据信号中各组成成分的形态差异,构建不同的稀疏表示字典对各组成成分进行分离。当转子系统中出现早期碰摩时,其振动信号往往由以转频及其谐波为主要成分的周期成分、包含转子早期碰摩故障信息的冲击成分及随机噪声构成。周期成分表现为信号中的平滑部分,而冲击成分则表现为信号中的细节部分,因此,可根据周期成分与冲击成分的形态差异,用形态分量分析实现二者的分离。对形态分量分析的阈值方法进行了改进,提出了基于半软阈值的形态分量分析,仿真结果表明,基于半软阈值的形态分量分析要优于基于硬阈值的形态分量分析。对某转子早期碰摩故障信号进行了分析,结果表明,基于半软阈值的形态分量分析能有效地提取转子早期碰摩故障信号中的冲击成分,进而诊断转子早期碰摩故障。     

基于小波变换与统计分析的转子碰摩声发射特性研究

为解决转子碰摩损伤声发射信号分类及解释难题,应用PCI-2声发射系统和WS-ZHT1型多功能转子实验台组成转子碰摩声发射检测系统,采集转子局部碰摩声发射信号,通过理论分析声发射信号特征和小波基函数性质,dB8小波适合提取声发射信号特征;碰摩产生大量声发射信号,大量声发射信号的统计特性蕴涵较多碰摩信息。对不同转速条件下不同检测位置碰摩声发射信号的统计分析表明,声发射信号的功率谱密度集中在100～400 kHz。声发射信号平均幅值、平均能量可作为区分转子碰摩程度特征参数;功率谱主频可作为区分声发射相对位置特征参数,结论与碰摩类型无关。     

《基于微分的经验模式方法在转子裂纹和碰摩故障诊断中的应用》

介绍了基于微分的经验模式方法（DEMD）,在Jeffcott裂纹转子模型和碰摩转子模型基础上,对裂纹和碰摩信号进行时间响应分析。结果表明,DEMD比传统的EMD方法呈现出更好的检测效果。研究工作为裂纹和碰摩转子故障诊断提供了一种工具。     

基于信号共振稀疏分解与重分配小波尺度谱的转子碰摩故障诊断方法

提出了基于信号共振稀疏分解与重分配小波尺度谱的转子碰摩故障诊断方法。与常规的基于频带划分的信号分解方法不同,信号共振稀疏分解方法根据信号中各成分品质因子的不同,将信号分解成高共振分量和低共振分量。当转子出现碰摩故障时,振动信号往往由以转频及谐波为主要成分的周期信号、包含转子故障信息的瞬态冲击信号以及噪声组成。周期信号为窄带信号,具有高的品质因子,可分解为高共振分量;而瞬态冲击信号为宽带信号,具有低的品质因子,可分解为低共振分量。本文方法先利用信号共振稀疏分解方法从转子碰摩信号中提取冲击成分,再对提取的冲击成分进行重分配小波尺度谱分析,最后根据尺度图中冲击成分的周期诊断转子碰摩故障。算法仿真和应用实例验证了该方法诊断转子碰摩故障的有效性。     

大型汽轮机转子碰摩振动特征分析

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.以某发电厂的300MW汽轮机转子的碰摩故障为例,通过理论分析故障的特征,并针对具体机组提出了诊断机组动静件碰摩故障的方法.     

交叉刚度对转子碰摩动力学特性的影响分析

针对简化弹簧模型和非线性动态油膜力模型皆不利于交叉刚度对碰摩转子动力学影响分析的问题,建立了基于非对称直接刚度和交叉刚度的Jeffcott转子动力学模型.结合打靶法和Floquet理论研究了转子交叉耦合刚度对转子系统运动稳定性的影响规律.创新性地引入了碰摩能新参量对碰摩故障进行量化表征,在此基础上分析了不同交叉刚度...     

具有初始弯曲的不平衡转子碰摩条件的研究

建立了一个具有初始弯曲的不平衡转子模型,通过d'Alembert原理推导了振动方程。通过解析方法,分析了此类转子转静件间发生碰摩的条件。引入并求解了判断碰摩发生的碰摩因子和碰摩起始转速,分析了质量偏心量、初始弯曲长度、转子阻尼系数,和质量偏心与初始弯曲之间相位角对碰摩因子和碰摩转速的影响。该研究对于防止或预测此类转子碰摩的发生和降低碰摩带来的损失具有重要的意义。     

油膜支承转子碰摩动力学行为研究

针对多油叶轴承支承的转定子碰摩系统,建立了当轴承与定子几何不对中时,油膜力和碰摩力联合作用下的转子系统动力学模型,给出了该模型的数学求解方法,并针对具体的转子-轴承系统模型进行了数值仿真.仿真结果表明,转子在油膜力和碰摩力联合作用下,会发生复杂的动力学行为.仿真结果可有助于更好地掌握转子碰摩故障现象,对于转子碰摩故障的诊断具有指导意义.     

基于定子振动的转子碰摩故障诊断方法研究

转子碰摩会引发转子和定子的振动,但由于转子系统的很多常见故障(如不对中、不平衡等)与碰摩故障的转子振动特征多有重复之处,在很大程度上限制了故障的有效诊断.于是以定子振动信号为诊断源,研究了碰摩故障的诊断技术.首先分析了定子振动的机理,认为碰摩时定子受到冲击力作用,会引发定子固有频率振动,提出可采用共振解调法进行碰摩故障的诊断.利用IFFT方法进行了定子固有振动信号的分离,再进行希尔伯特变换,得到其包络信号,并对其进行谱分析,从而完成分析诊断过程.最后进行了单点碰摩和局部碰摩的故障模拟实验,结果表明定子高频固有振动包络信号可以揭示碰摩故障的发生,结合角度定位信号,可以对转子碰摩故障进行定位.     

非对称转子系统的碰摩运动研究

研究了受非稳态油膜力作用的非对称转子系统的碰摩特性。利用数值积分和Poincare映射方法对系统的碰摩运动进行数值模拟研究，得到了系统随转速变化发生碰摩的分岔特性．并与不考虑碰摩力时的分岔特性进行了比较．发现碰摩区的出现与临界转速和油膜力特性有关，揭示了碰摩对非稳态油膜力作用下的非对称转子系统特性的影响。同时可以看到。碰摩转子系统存在阵发性、拟周期和倍周期分岔三条通向混沌的道路。     

裂纹碰摩耦合故障转子系统诊断分析

采用有限元方法分析了裂纹碰摩耦合故障转子系统的响应,研究裂纹碰摩耦合故障转子系统在动态特性方面和单一裂纹故障、单一碰摩故障的区别及耦合故障的诊断方法.由于当碰摩比较严重时,响应信号中碰摩特征比较明显,容易掩盖裂纹特征,使基于信号分析的诊断方法只能诊断出碰摩,难以诊断出裂纹故障,因此本文利用裂纹引起的等效弯矩现象,通过基于模型的诊断方法,区别碰摩裂纹耦合故障和碰摩故障,该方法不仅能诊断裂纹的有无,还能诊断裂纹的位置.最后通过试验验证了仿真结果.     

理想转子的碰摩周期运动分析

应用poincare映射方法对理想转子碰摩运动的单碰运动进行分析，通过严格的理论推导，得出了理想转子单点刚性碰摩的存在条件，并指出当激振力的频率（ω）与系统的固有频率（ω0）比值（ω）为无理数时，周期性的单碰运动是不存在的；导出了判断理想转子周期性碰摩运动稳定性的特征方程。通过数值模拟验证了理论结果的正确性，发现理想转子发生周期性单碰时，轴心轨迹可呈现丰富的运动形式，且与周期单碰运动条件ω=n／m中的m值有关，并得到了周期1的擦边碰摩运动。     

基于预应力法的碰摩转子动态特性研究

采用预应力法及接触分析模型,研究了转子在轴承处碰摩时的动态特性,导出了转子在碰摩时横向振动的非线性方程,在Ansys平台上进行了相关的计算。     

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。     

转子碰摩力学特征及其监控技术研究

本文通过对转子碰摩机理和力学特性的分析研究,建立了四种碰摩模型,提出了利用振动和发声信号对碰摩故障进行检测、利用模糊神经网络对碰摩故障进行诊断、利用电磁推力支承和电流变阻尼及温度自补偿对转子碰摩进行组合监控的原理和方法,并对三种防碰摩监控器的结构、原理进行了分析和讨论,为碰摩 故障检测和监控提供了一种有效方法,具有工程应用和参考价值。     

转子与定子几何不对中引起的碰摩分析

研究一类与定子几何不对中的转子的碰摩模型。通过碰摩映射的建立，将非光滑运动的研究转化为该映射的动力学研究。从几何角度分析了转子碰摩的机理，并通过数值模拟发现该类转子碰摩具有非线性系统特有的分岔和混沌等现象。     

小波分析在转子系统多故障诊断中的应用研究

提出小波多尺度分解的时域参数向量用于转子、滚动轴承系统多类故障同时产生情况下特征提取的新方法,该方法首先根据轴承的故障特征频率确定小波分解的层数,对分解后的各层高频信号计算其能反映故障特征的时域特征参数,再将包含故障特征频率的各尺度时域参数与转子、轴承正常运转时的时域参数相对比,从而判断转子、轴承故障及其产生故障的原因。通过多尺度分解可明显地提高故障信号所在尺度的信噪比,由于既考虑了故障的频域特征也参照了故障的时域特征,通过多尺度特征参数构成的向量可同时诊断出转子、轴承的不同故障原因,通过仿真和故障轴承的实例分析验证该方法的有效性。     

机械噪声故障诊断中小波变换的应用

本文讨论了小波分析理论在机械噪声故障诊断中的应用。为了识别发动机噪声信号中表征故障的间歇性撞击声,本文构造的一种新型的小波——指数衰减型小波函数,它能有效地识别出间歇性撞击声。本文最后给出了实验结果并与经典高斯型小波分析的结果进行了比较。