在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,旋轉(zhuǎn)機(jī)械的應(yīng)用占有重要的地位。旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作環(huán)境惡劣,工作時(shí)間長,易出現(xiàn)各種故障。轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件,對其進(jìn)行有效的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷,及時(shí)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(jī)械的使用效率。因此,對旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷研究有著重要意義。 經(jīng)過多年發(fā)展,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷技術(shù)有了長足的進(jìn)步。但是,目前研究的診斷技術(shù)和設(shè)備絕大多數(shù)以經(jīng)驗(yàn)積累和數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障發(fā)生的機(jī)理還未被充分揭示,因而其準(zhǔn)確性和精度尚未達(dá)到理想的地步。由此可見,深入透徹的研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障機(jī)理和有效精確的診斷方法成為當(dāng)務(wù)之急。 本課題對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障分析與診斷技術(shù)進(jìn)行了探討研究,主要包括以下幾方面內(nèi)容： 一,對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障的機(jī)理進(jìn)行研究,介紹了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障分類,詳細(xì)歸納總結(jié)了幾種典型故障情況下振動(dòng)信號的特征,包括不平衡、不對中、動(dòng)靜碰摩、軸承松動(dòng)、油膜渦動(dòng)與油膜振蕩,為進(jìn)行故障診斷提供了理論依據(jù)。 二,研究了常用的振動(dòng)信號分析處理方法以及時(shí)-頻分析技術(shù),包括時(shí)域統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)、相關(guān)分析；頻域上的頻譜分析、功率譜密度分析和相干分析；時(shí)-頻域內(nèi)的短時(shí)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(yīng)用Matlab語言編程實(shí)現(xiàn)。 三,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,建立轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺,并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)仿真建模。為了使仿真結(jié)果更接近實(shí)際,對實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的初始不平衡質(zhì)量進(jìn)行辨識,將辨識結(jié)果返回模型,以達(dá)到模型修正的目的。應(yīng)用此模型進(jìn)行數(shù)值仿真,并將結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測得信號對比,實(shí)現(xiàn)模型的確認(rèn)。 四,應(yīng)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(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)測得振動(dòng)信號進(jìn)行診斷處理,將分析結(jié)果與理論特征進(jìn)行對比,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障診斷。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TH165.3
【部分圖文】：

4.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成 4.1.1實(shí)驗(yàn)裝置本文建立的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖4.1所示，由一根轉(zhuǎn)軸和兩個(gè)圓盤組成。轉(zhuǎn)子支撐在2個(gè)滑動(dòng)軸承上，每個(gè)盤上可裝24個(gè)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(zhuǎn)子水平和垂直方向的振動(dòng)，以及轉(zhuǎn)軸相位信號。轉(zhuǎn)子由高速電機(jī)拖動(dòng)，轉(zhuǎn)子和電機(jī)之間用彈性聯(lián)軸節(jié)相連以減少振動(dòng)的相互影響。圖4.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖片 Fig.4.lPhotoofthetestsysteln實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由美國Bently公司的轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)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(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)尺寸小、抗干擾能力強(qiáng)、不受介質(zhì)影響且是采用非接觸測量，它與被測點(diǎn)沒有接觸，適合于測量轉(zhuǎn)子相對于軸承的相對位移，包括軸的平均位置及振動(dòng)位移。由于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子軸表面具有很高的切線速度

碰摩時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

打一瑞~六瑟側(cè)飛尸六茄一飛矛一扁頻率IHz圖4.12(c)仿真結(jié)果幅值譜圖 Fig4.12(e)AmPlitodesPectraofsimulationsignal 50100150200250300頻率/比圖4.12(d)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)信號軸心軌跡圖Fi舒 .12(e)ShaftothitofsimulationsignalFig4.12(0Shaftorbitofmeasuredsignal圖4.12碰摩雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速為4000r/min時(shí)仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)信號對比 Fig4.12Contrastbeb刀eensimulationresultsandexPen幻。entdatasofthedual一isksrotorsystemwithrub一 imPacthaPPeningatthesPeedof4000r/min結(jié)果顯示轉(zhuǎn)子振動(dòng)是帶有次諧波和超諧波分量的準(zhǔn)周期振動(dòng)，有的學(xué)者認(rèn)為這是混沌現(xiàn)象。仿真運(yùn)動(dòng)與實(shí)驗(yàn)所測結(jié)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比結(jié)果可知，所建立的有限元模型及初始不平衡參數(shù)辨識結(jié)果是可信的。4.5本章小結(jié)本章對做轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障研究的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了有限元建模，應(yīng)用模型參數(shù)辨識方法對圓盤的初始不平衡質(zhì)量進(jìn)行辨識，將辨識所得結(jié)果返回模型進(jìn)行模型修正，再應(yīng)用仿真程序求得系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對?
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李孟麟;融合葉尖定時(shí)信號的旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子故障診斷技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2011年

本文編號：2864379