转子系统不对中-碰摩耦合故障的动力学特性

针对由于轴承不对中而引起不对中-碰摩耦合故障的转子-轴承系统,建立了双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统力学模型和有限元模型.基于非线性有限元方法,使用等效不对中力矩及接触理论研究了不同转速对系统动力学特性的影响.研究结果表明,不对中-碰摩耦合故障常常以碰摩故障特征为主,并且二倍频出现较早及其峰值会急速增大.进一步运用小波基函数对故障信号进行等宽频带的划分,通过对故障转子系统频域响应中二倍频峰值变化趋势的分析研究发现,可将二倍频比例值作为含有不对中故障转子系统故障严重程度的一个判断依据.     

转子不对中的静力分析

机组各转子之间由联轴器连接构成轴系 ,传递运动和力矩。约 2 / 3的转子系统机械故障是由轴系的不对中引起的 ,造成不对中的原因可能是由于机器的安装误差、调整不够 ,承载后的变形 ,机器基础的沉降不均匀以及热胀不均等引起的。具有不对中故障的转子系统在运行过程中将产生一系列有害于设备的动态效应。如引起机器连轴器的偏磨、轴承早期损坏、油膜失稳和轴的挠曲变形等 ,导致机器发生异常振动 ,危害极大。实际中 ,不对中故障转子系统运转时如图 1所示 :各转子轴线之间往往既有径向运动、轴向运动又有偏角运动。为了便于分析 ,把实际运动分…     

ISFD抑制转子不对中故障研究

针对旋转机械常见的转子不对中故障,设计了一种弹性阻尼支承—整体式挤压油膜阻尼器（ISFD）,研究ISFD弹性阻尼支承对转子不对中故障的振动抑制效果。运用有限元方法分析转子不对中力学模型,搭建单跨双支承转子实验台,模拟转子不对中故障,并对ISFD弹性阻尼支承的减振特性进行实验研究。实验结果表明：不对中故障导致转子振动增大,ISFD弹性阻尼支承可以有效减小振动,转子一倍频的降幅达到90.0%,二倍频的降幅达到97.5%。     

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。     

耦合故障转子系统的降维及动力学特性

比较非线性Galerkin法和标准Galerkin法在处理滚动轴承和不对中、碰摩故障引起复杂非线性问题时的降维效果,并用非线性Galerkin法进一步分析故障转子系统的动力学特性.考虑花键联轴器不对中啮合力,建立不对中-碰摩耦合故障转子-滚动轴承-花键联轴器系统动力学模型,采用两种Galerkin法对转子系统进行降维,并进行数值仿真,利用分岔图和瀑布图等进行对比分析.结果表明:非线性Galerkin法在处理不对中单一故障及不对中-碰摩耦合故障转子系统所得结果均能与未降维系统较好地吻合,而标准Galerkin法所得结果则存在一定差别甚至出现降维方法失效;应用非线性Galerkin法进一步分析故障转子系统发现,尽管降维使故障转子系统的维数减少,但并未改变故障转子的动力学特性,其故障特征信息仍得到保留.     

基于等时间采样的阶比切片图研究与应用

对于旋转机械系统中的非平稳故障特征,传统频谱分析会出现"频谱模糊"现象.为了弥补传统频谱分析的不足,并建立故障特征与转速的关系,应用波形重构技术,提出了基于等时间采样的阶比切片图分析方法.通过转子实验台设计典型不对中故障,应用阶比切片图分析方法对采集的不对中故障信号进行分析,结果表明,阶比切片图表征了系统不对中故障的2X,3X倍频及其谐波分量随转速的变化趋势.从而证明此分析方法对非平稳故障特征有一定的识别能力.     

载荷参数对风力发电机锥形转子系统特征值的影响

转子不对中会造成运行故障和载荷参数改变.通过传递矩阵法,采用锥形类轴单元处理锥形转子,建立不对中风力发电机锥形转子系统的模型,并计算其特征值.分析锥形轴段单元数对其特征值的影响,讨论轴向载荷和扭矩载荷参数对风力发电机锥形转子系统特征值的影响.为风力发电机锥形转子系统不对中故障研究提供指导.     

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。     

固定式刚性联轴器不对中弯扭耦合振动特性

以水轮发电机组固定式刚性联轴器平行不对中故障为研究对象,从动力学角度推导不对中机理,建立平行不对中弯扭耦合振动微分方程.基于该微分方程,理论上分析了弯振、扭振之间的相互影响;从转速、质量偏心、不对中量和阻尼系数等几方面进行弯扭耦合振动数值仿真.仿真计算表明:弯振与扭振通过固结于转子的偏心质量相互耦合;弯振主要包含工频成分,不对中越严重,工频所占比例越大.扭振包括极大的直流分量和少量倍频成分,过大的直流分量对机组安全不利.     

不平衡-碰摩-不对中故障耦合作用下柔性转子-滚动轴承系统动力学分析与实验

研究柔性转子．滚动轴承系统在不平衡一碰摩．不对中故障耦合作用下的动力学响应．基于有限元与数值计算联合仿真方法,建立转子．滚动轴承系统的耦合故障柔性多体系统动力学控制模型．运用模态综合法建立柔性多体系统动力学模型,并自行编程建立非线性轴承力、碰摩力与不对中激振力模型．分析对比了系统在各种故障耦合作用下的振动特征图．结果表明,不对中故障对转子系统的整体振动影响较明显,不对中故障较严重时,整个系统振动形式更加复杂,并且仿真分析结果与实验结果能够较好的吻合,因此该方法可有效研究转子一轴承系统的不平衡一碰摩一不对中耦合故障特征．     

浅议旋转设备对中不良故障的振动分析

本文对平行不对中、角不对中和综合不对中三种对中不良故障产生的频谱原因和特征进行了简要的阐述,并结合相位分析,通过相对应的事例进行比较,说明如何应用振动分析和相位分析将三种对中不良故障加以区分,准确判断故障类型,为检修提供理论依据。并总结出应用振动分析诊断此类故障时应当注意的一些事项。     

转子-齿式联轴器-轴承系统不对中动力学特性

在齿式联轴器不对中啮合力模型基础上,基于有限元分析建立了齿式联轴器不对中转子-轴承系统动力学方程,通过数值仿真和试验测试研究了联轴器不对中对转子-轴承系统动力学特性和稳定性的影响规律.结果表明:虽然齿式联轴器具有一定的不对中补偿能力,但不对中仍会导致其连接转子系统的倍频振动,且倍频振幅随着不对中量的增加而增加.在转子-齿式联轴器-轴承系统不对中量增加过程中,油膜振荡和齿式联轴器自激振荡交替或耦合影响系统的稳定性.因此,不对中转子-联轴器-轴承系统的振动比较复杂,蕴含着丰富的非线性振动现象,在研究时应充分考虑啮合力和油膜力的耦合效应.     

基于RBF人工神经网络的电动机振动故障诊断

针对电动机转子不平衡、不对中、油膜涡动、转子径向碰摩、喘振、轴承座松动等常见的几种振动故障,用RBF网络对提取出的6种故障信息进行分类,判断故障类型,并进行了仿真试验,最后将试验结果与BP网络的诊断结果进行了详细的分析比较.结果表明,RBF网络可以应用于电动机转子振动故障诊断,其诊断速度比BP神经网络快,诊断结果也更为准确.     

基于ABAQUS的膜片联轴器动力学特性分析

针对旋转试验机的动力系统所使用的弹性膜片联轴器,在考虑联轴器不对中的情况,利用有限元软件对膜片受力情况进行模拟分析,得出了平行不对中和交角不对中情况下膜片的最大接触应力以及分布情况,利用有限元软件和转子动力学原理计算出联轴器的固有频率,并和制造商处得到的不对中量和最大转速数据进行对比,得出计算的应力和共振频率已经达到了极限值,验证了模型的正确性和计算方法的可靠性.     

发电机转子过电压保护异常动作情况分析

本文简要介绍了广州发电厂有限公司#3汽轮发电机转子过压保护装置的工作方式,叙述了其在发生失磁故障时过压保护异常动作的情况,通过对故障过程中发电机定、转子的多项数据的分析及实际接线中各元件的接入方式的观查检测,认定是故障是由转子绕组过压保护回路中的FR电阻原件发生异常击穿造成。在与其它同类机组对比之后,提出相应的改进建议。     

基于事件触发观测器的不对中故障检测

目的 研究利用离散时间观测器模型来检测转子系统的早期不对中故障,提出一种基于新型事件触发区间观测器的转子早期不对中故障检测方法。方法 由区间观测器生成残差区间,过程中引入更符合实际的l₁/H_∞性能指标并转化为线性矩阵不等式约束条件下的凸优化问题;利用转子不对中实验平台进行实验,验证所提故障检测方法的有效性。结果 新型事件触发区间观测器具有最优的未知干扰鲁棒性和早期不对中故障敏感度;分析实验振动数据表明,引入事件触发策略后数据量减少一半。结论 笔者提出的事件触发区间观测器故障检测方法有更广泛的应用范围,引入事件触发机制,在保证检测效果的前提下,缓解了通信网络的压力。     

转子不对中故障的振动特性和试验

本文从动力学角度研究具有凸缘联轴节的转子不对中故障的机理。列出轴振动的运动微分方程。得到的方程是参数激励和强迫激励联合作用。应用非线性振动的理论,用傅里叶展开求得其稳态响应,得到不同于以往中外有关文献的结果。本文在文[1]的基础上,作了充实和修改,做了转子不对中的人为故障试验。试验结果与理论分析基本相符。     

不对中自寻最优在线补偿控制系统

引入一种可在线调节转子轴位置的支承结构——电磁辅助支承，采用自寻最优控制算法来控制电磁辅助支承中的电磁执行器（AMA）线圈电流，进而调整整个转子轴在空间的位置，最后使得转子在不停车的情况下自动实现不对中的识别和控制．该控制系统在单盘对称转子轴承系统上进行了实验验证，实验结果证明不对中自寻最优控制对轴系间的不对中具有较好的校正能力．     

设备故障诊断技术的实用方法总结

转子质量偏心的振动特征、转子质量偏心振动随敏感参数的变化、转子质量偏心的故障原因、转子部件缺损的振动特征、转子弓形弯曲的振动特征、转子不对中的振动特征。     

径向不对中对高速滚动联轴器特性影响的研究

滚动联轴器是在国家科技攻关项目研究中发明的一项发明专利产品。为了揭示滚动联轴器在高速传动中的不对中特性规律,基于滚动联轴器啮合数学模型,采用耦合矩阵法,建立了联轴器—转子径向不对中耦合振动方程,结合实际试验模型,对比计算分析了联轴器分别在完全对中与径向不对中量分别为0.8、1.6、2.4、3.2、4.0 mm情况下的动态响应。计算结果显示,滚动联轴器在高速传动中随着径向不对中量的增大,左、右半联轴器周期性振荡随之加剧;且左半联轴器振荡幅度有加大的趋势,这将导致联轴器左端转子系统因剧烈振荡而失稳,而右半联轴器振荡幅度增加较平稳,受左半联轴器影响不大,有利于平稳传动,说明滚动联轴器能较好地隔离不利振动在轴系间的传递,保护从动系统不受破坏。