频域分析及其在离心式压缩机故障诊断中的应用

简单阐述了压缩机旋转失速和喘振的关系,着重分析了压缩机旋转失速和喘振产生的机理。由于离心式压缩机发生故障的主要特征是机器伴有异常的振动和噪声,振动信号是周期性信号,利用频域分析的方法对离心式压缩机故障进行诊断。取得了很好的效果。     

旋转式压缩机气阀故障的振动诊断机理分析

通过分析小型旋转式压缩机气阀的运动规律,着重研究阀片振动的机理,建立相应的振动力学模型,指出了在阀片以旋转转子频率为基频的各阶谐频成分和阀片卷绕升程限制器自由振动成分上可以发掘出阀片的故障信息,并结合实例进行阐述,为振动诊断压缩机气阀提供了理论依据.     

磁流变阻尼器多目标靶向抑制四跨转子轴系过临界转速振动实验研究

针对四跨转子轴系过临界转速易发生振动过大且各跨转子之间耦合振动复杂的问题,研究了基于磁流变阻尼器的多目标靶向在线振动控制方法。搭建四跨转子轴系实验台,设计新型磁流变阻尼器并应用于自主开发的多目标靶向在线控制系统。模拟试车过程,研究了通入磁流变阻尼器内不同大小电流时,四跨转子轴系各跨转子振动的变化情况;由于四跨转子轴系过临界转速时耦合振动剧烈,因此提出基于转速的多目标靶向在线控制方法,采用在轴系中各跨转子临界转速附近开启、非临界转速关闭阻尼器的靶向分段控制策略,来实现在线抑制转子轴系过各阶临界转速时的振动。结果表明：磁流变阻尼器能抑制各跨转子过临界转速时的振动,且电流较大时抑振效果较好;应用带有多目标靶向在线控制系统的磁流变阻尼器能使四跨转子轴系在全转速范围振动较小,运行平稳。     

小波包与SVM用于压缩机在线故障检测的研究

研究了滚动转子压缩机在线故障检测的方法.以压缩机壳体振动信号作为分析对象,应用小波包分解将信号分解至不同频带上,提取小波包分解系数的统计参数(包括有效值、方差、偏度和峭度)作为支持向量机(SVM)故障分类器的输入特征向量,用于判别正常与故障压缩机.测试结果表明:该方法用于转子式压缩机故障检测是有效的.     

迷宫密封气流激振效应对转子振动响应影响的实验研究

用PL30 2双通道数据采集器及频谱分析仪测试了高速转子在升、降速过程中对迷宫密封中气流激振效应的亚异步自激振动响应 ,得到了振动响应的三维频谱图。实验结果声明 ,迷宫密封气流激振对高速转子振动响应有影响 ,迷宫密封结构参数对转子稳定性有影响。迷宫密封气流激振引起的转子亚异步自激振动有一个转速门槛值 ,这种振动一旦发生 ,其振幅随转速的升高而增大 ,而振动频率维持不变。迷宫密封气流激振引起的亚异步自激振动和油膜涡动有显著的不同 ,可以用测试转子振动三维频谱图的方法来诊断高速转子的复杂故障     

在能量空间中实现非线性双转子系统的碰摩振动机理表征

碰摩是转子系统发生失稳的一个重要原因。在碰摩故障发生时,转子与机壳随时间的推移在碰撞和脱离等状态间变化,容易产生能量交换,并引发复杂的振动现象。通过构建带碰摩故障的非线性双转子系统模型及动力学方程,采用龙格-库塔法进行数值仿真,在相空间中分析系统的非线性振动特性。在振动能量空间中使用非线性能量供给函数模拟碰摩故障发生后系统的转子振动能量变化,利用振动能量轨道的迁移表征碰摩振动机理。研究结果更好地揭示了非线性双转子系统发生碰摩故障后的碰摩振动机理,提出的方法为双转子系统的振动机理分析提供了新的视角。     

透平机械转子系统不对中故障定量诊断监测方法研究

针对透平机械转子系统不对中故障程度难以定量诊断的问题,提出一种基于转子的状态监测数据建立转子平行不对中量与节点振动通频幅值的关系曲线来定量诊断转子平行不对中故障的方法。对平行不对中状态下的转子进行受力分析得到转子不对中激励力,通过建立的转子试验台有限元数值分析模型计算得到不同不对中激励力下的转子节点振动通频幅值,进而通过分析转子节点振动通频幅值与不对中量的对应关系曲线及转子运行正常数据对关系曲线进行修正;根据监测得到的转子节点振动通频幅值反推出转子平行不对中量,达到对平行不对中故障定量诊断的目的。最后试验验证了定量诊断方法的可行性。     

涡轮增压器转子质量不平衡故障分析

涡轮增压转子不平衡是导致增压器发生故障的主要原因之一.由于增压器故障的发生具有突然性,所以很难捕捉到其转子不平衡时的故障信息.通过人工设置转子不平衡故障,利用小波包对采集到的振动信号进行分析,结果表明,转子质量不平衡故障时其转子转频的二倍频幅值显著增强,为涡轮增压器转子不平衡的故障诊断提供了依据.     

考虑不对中-不平衡耦合故障影响下的转子系统振动抑制研究

不对中-不平衡耦合故障是旋转机械中典型的耦合故障,极易引起转子系统的大幅振动,对其运行安全性和平稳性造成不利影响。为了有效规避大幅振动的发生,利用非线性能量阱(NES)的定向能量转移策略和宽频减振优势,对不对中-不平衡耦合故障影响下的转子系统振动抑制进行研究。通过质量集中法构建了转子系统,将转子系统与不平衡、不对中故障耦合,然后使用TMD与NES两种吸振器对该耦合系统进行振动抑制,然后推导出了含吸振器的耦合转子系统的运动方程,使用Matlab求出了数值仿真解,发现吸振器的安装位置以及结构参数对减振效果有很大影响,然后比较了两种吸振器的振动抑制效果,结果表明NES吸振器有更好的振动抑制效果。     

故障转子振幅突变机理及其预测

转子故障激励振动状态突变是一种典型的非线性动力学行为，可能导致机械突发性故障。基于线性振动理论的机械故障诊断方法对此不能作出定性或定量的描述、诊断和预测。本文基于非线性振动理论，用尖点突变模型描述这一故障现象，导出了转子在故障激励下振动幅值出现突变的条件，并在此基础上提出一种定量预测的技术方案。图２，参７。     

发电机转子绕组匝间短路故障的分析与检测

深入分析了发电机发生转子绕组匝间短路故障后的电磁特性,得出当发电机发生匝间短路故障后,若端电压和有功功率保持不变时,无功功率会相对减小的结论;同时推出在一定的状态下,有功功率、无功功率和励磁电流之间的对应关系。利用人工神经网络具有不需要精确的数学模型及诸多参数的优点,把人工神经元网络方法引入到发电机转子绕组匝间短路的故障诊断技术中,可通过对故障样本的比较,诊断出转子绕组匝间短路的故障情况。     

基于虚拟仪器的机械转子轴心轨迹分析

转子轴心轨迹是判断机械转子运行状态和故障征兆的重要依据,文中研究了几种机械转子典型故障及其对应的频率和轴心轨迹特征,运用LabVIEW软件平台,开发出智能控件化虚拟式轴心轨迹测试分析系统,调用由VC 编写的动态链接库(DLL)函数实现对机械转子振动信号的采集.试验表明,转子轴心轨迹测试分析系统可实时显示轴心轨迹、轴心位置和两路相互垂直振动信号的波形和频谱,以此可以判断一些常见的旋转机械故障,计算出用来消除转子不平衡的平衡质量块的大小及坐标点位置.     

反滤波技术在发动机故障诊断中的应用

机器运行时存在振动。当机器出现故障时,机体表面的振动信号会发生变化,因此,振动法监测和诊断机器的工作状态已成为一种很有前途的不解体监测和诊断方法。振动法在监测和诊断旋转机械故障方面已获得很大成功。由于发动机故障形式多,结构和工作方式复杂,所以,振动法用于发动机故障诊断与工况监测有一定的困难。有文献用模式识别方法对发动机机体表面振动信号进行分析,判断发动机内部的状态;利用发动机缸盖     

离心压缩机轴位移故障自愈调控系统的研究

针对离心压缩机存在的轴位移故障,研究设计了离心压缩机轴位移故障自愈调控系统,该系统使用轴位移故障实验装置来模拟压缩机轴位移故障并对其进行自愈调控。使用该系统进行了压缩机轴位移特性实验和轴位移故障调控实验,并根据实验数据分析了实验装置轴位移与轴向力的对应关系和轴位移故障调控的效果。实验数据表明压缩机轴位移自愈调控系统在设备出现轴位移故障时可以通过调节推力盘两侧压力来使轴位移恢复到安全范围内,使设备长周期安全运行。在开发系统的过程中,分别采用布尔控制器、PID控制器和模糊PID控制器进行调控实验,对3种控制器的反应速度和稳定性比较得知,采用模糊PID控制器具有更好的鲁棒性和稳定性。     

基于改进G-P算法的往复式压缩机故障诊断技术

采用基于经验模态分解的G-P算法提取往复式压缩机振动信号关联维数,建立了小波降噪模型,利用自相关函数法和伪相图法结合起来确定延迟时间,并采用EMD法计算嵌入维数,通过洛仑兹系统的仿真研究,将此法应用在往复式压缩机模拟故障试验中,诊断效果较好。     

卧螺离心机实时监测与故障自愈系统研究

针对离心机机组在运行过程中容易出现振动、扭矩过大等故障的特点,开发了一套集实时状态监测与故障自愈为一体的自愈调控系统,同时为机组稳定长期运行提供可靠的保障。文中介绍了系统的整体结构和功能,并对设备的故障自愈调控系统进行研究。     

局部投影降噪在往复压缩机故障诊断中的应用

往复压缩机的振动信号为典型的非线性、非平稳信号.提出利用局部投影法对振动信号降噪,提取关联维数,并与热力参数相结合诊断往复压缩机故障的方法.首先利用基于定量递归分析的局部投影降噪算法滤除振动信号中的噪声,然后提取关联维数,再根据热力参数计算气缸的压缩比,最后结合关联维数和压缩比,诊断压缩机的故障.结果表明:应用局部投影法降噪后振动信号的局部标度指数曲线存在明显的平台区,关联维数易收敛;在降噪后时域指标无明显变化的情况下,关联维数变化明显,基于局部投影法降噪后的关联维数更能有效地反映设备的故障状态变化.实例中诊断出的往复压缩机活塞磨损故障验证了这种方法的有效性.     

机器振动诊断中信号处理方法的研究

针对传统的时域和频谱分析不很适合处理非平稳和冲击性机器表面振动信号的问题，研究了小波分析和Choi-Williams时频分布两种先进的信号分析方法在机器振动诊断方面的应用，通过对典型诊断实例的研究表明：对此类信号，用小波分析提取信号中的有用成分或用CChoi-Williams分布分析信号的能量分布，并在此基础上进行机器振动诊断，是两种很有效的分析手段。研究结果为进一步深入开展机器故障的振动诊断奠定了一定的基础。     

关于机械系统突发性故障的若干思考

分析了机械系统渐发性故障和突发生故障的不同的数学内涵，从非线性动力学角度说明了导致突发性故障的两种机制，论述了突变理论用于突发生故障描述的可能性及应用方式。建立了动静件径向磨擦转子系统振动状态突变的数学模型。为机械系统突发性故障的简释，描述，诊断与预测提供依据。     

汽轮发电机组转子振动故障的模糊聚类分析

针对汽轮发电机组多个振动故障与多个振动信号之间综合关系研究的不足，阐述了模糊聚类分析的理论、方法及聚类效果的判别原则，并将其应用于汽轮发电机组转子振动故障的诊断研究中．提出了合适的聚类参数，从而对多故障发生与多故障特征情况下的故障进行分层，指出应优先诊断的范围，从而使诊断工作量和诊断时间大为减少．理论计算与现场检查结果相符，并且与神经网络方法相比，在综合判断振动故障方面显示了优越性