在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,旋轉機械的應用占有重要的地位。旋轉機械工作環(huán)境惡劣,工作時間長,易出現(xiàn)各種故障。轉子-軸承系統(tǒng)作為旋轉機械的核心部件,對其進行有效的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷,及時發(fā)現(xiàn)并排除故障,能夠有效地保證生產(chǎn)安全性,并且在很大程度上提高機械的使用效率。因此,對旋轉機械轉子系統(tǒng)進行故障診斷研究有著重要意義。 經(jīng)過多年發(fā)展,轉子系統(tǒng)故障診斷技術有了長足的進步。但是,目前研究的診斷技術和設備絕大多數(shù)以經(jīng)驗積累和數(shù)據(jù)庫為基礎,轉子系統(tǒng)故障發(fā)生的機理還未被充分揭示,因而其準確性和精度尚未達到理想的地步。由此可見,深入透徹的研究轉子系統(tǒng)故障機理和有效精確的診斷方法成為當務之急。 本課題對轉子系統(tǒng)振動故障分析與診斷技術進行了探討研究,主要包括以下幾方面內(nèi)容： 一,對轉子系統(tǒng)故障的機理進行研究,介紹了轉子系統(tǒng)的故障分類,詳細歸納總結了幾種典型故障情況下振動信號的特征,包括不平衡、不對中、動靜碰摩、軸承松動、油膜渦動與油膜振蕩,為進行故障診斷提供了理論依據(jù)。 二,研究了常用的振動信號分析處理方法以及時-頻分析技術,包括時域統(tǒng)計特征參數(shù)、相關分析；頻域上的頻譜分析、功率譜密度分析和相干分析；時-頻域內(nèi)的短時Fourier變換、小波分析和HHT變化方法。分別探討了各種分析方法的有效性及局限性,選擇其中較常用且高效率的幾種,應用Matlab語言編程實現(xiàn)。 三,進行實驗研究,建立轉子系統(tǒng)實驗臺,并對其進行轉子系統(tǒng)振動仿真建模。為了使仿真結果更接近實際,對實驗系統(tǒng)的初始不平衡質(zhì)量進行辨識,將辨識結果返回模型,以達到模型修正的目的。應用此模型進行數(shù)值仿真,并將結果與實驗測得信號對比,實現(xiàn)模型的確認。 四,應用軸心軌跡圖、功率譜圖、三維譜圖、小波分解及HHT變換等常用的診斷算法對實驗轉子系統(tǒng)測得振動信號進行診斷處理,將分析結果與理論特征進行對比,實現(xiàn)轉子系統(tǒng)的故障診斷。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：TH165.3
【部分圖文】：

4.1實驗系統(tǒng)構成 4.1.1實驗裝置本文建立的實驗系統(tǒng)如圖4.1所示，由一根轉軸和兩個圓盤組成。轉子支撐在2個滑動軸承上，每個盤上可裝24個質(zhì)量螺栓。系統(tǒng)采用5路電渦流位移傳感器分別測量轉子水平和垂直方向的振動，以及轉軸相位信號。轉子由高速電機拖動，轉子和電機之間用彈性聯(lián)軸節(jié)相連以減少振動的相互影響。圖4.1實驗系統(tǒng)圖片 Fig.4.lPhotoofthetestsysteln實驗系統(tǒng)由美國Bently公司的轉子實驗臺，電渦流位移傳感器及其前置放大器TKss，丹麥B&K公司的多通道便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3560一。(sN:2443435)以及Pe機構成。電渦流位移傳感器的靈敏度高、線性范圍大、頻率范圍寬(0~10KHz)、結構尺寸小、抗干擾能力強、不受介質(zhì)影響且是采用非接觸測量，它與被測點沒有接觸，適合于測量轉子相對于軸承的相對位移，包括軸的平均位置及振動位移。由于高速旋轉機械的轉子軸表面具有很高的切線速度

碰摩時系統(tǒng)結構圖

打一瑞~六瑟側飛尸六茄一飛矛一扁頻率IHz圖4.12(c)仿真結果幅值譜圖 Fig4.12(e)AmPlitodesPectraofsimulationsignal 50100150200250300頻率/比圖4.12(d)實驗信號幅值譜圖Fi夢 .12(d)AmPlitudespeetraofmeasured51，al 0nU，‘劃僅玲長墓熟一一O---lEn泌但劃校熟愧獷一一龍x方向位移lum 50100150訪向位移如m圖4.12(e)仿真信號軸心軌跡圖圖4.12(O實驗信號軸心軌跡圖Fi舒 .12(e)ShaftothitofsimulationsignalFig4.12(0Shaftorbitofmeasuredsignal圖4.12碰摩雙盤轉子系統(tǒng)在轉速為4000r/min時仿真結果與實驗信號對比 Fig4.12Contrastbeb刀eensimulationresultsandexPen幻。entdatasofthedual一isksrotorsystemwithrub一 imPacthaPPeningatthesPeedof4000r/min結果顯示轉子振動是帶有次諧波和超諧波分量的準周期振動，有的學者認為這是混沌現(xiàn)象。仿真運動與實驗所測結果在本質(zhì)上是相似的。從以上不平衡和碰摩狀態(tài)的仿真信號與實驗數(shù)據(jù)對比結果可知，所建立的有限元模型及初始不平衡參數(shù)辨識結果是可信的。4.5本章小結本章對做轉子系統(tǒng)故障研究的實驗轉子系統(tǒng)進行了有限元建模，應用模型參數(shù)辨識方法對圓盤的初始不平衡質(zhì)量進行辨識，將辨識所得結果返回模型進行模型修正，再應用仿真程序求得系統(tǒng)的振動響應，并與實驗結果對?
【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 李孟麟;融合葉尖定時信號的旋轉機械轉子故障診斷技術研究[D];天津大學;2011年

本文編號：2864379