基于时频分析的裂纹转子碰摩故障特征研究

为研究转子系统耦合故障特性,采用有限元方法建立了含有横向裂纹、转静碰摩的非线性转子动力学模型。首先研究了不同转速下裂纹、碰摩单一故障下转子系统的振动响应,其次研究了两种故障耦合情况下系统的振动响应特征。采用波形图、FFT谱图、瞬时频率和Hilbert-Huang时频谱(HHS)相结合的方法对故障转子振动信号进行了分析。分析结果表明:运用多种时频分析相结合的方法可以较为全面地了解转子的故障特征,裂纹转子在1/5、1/3临界转速时会发生较为明显的5X、3X谐波,且裂纹的产生会导致响应幅值增大,从而引起更为严重的碰摩。      

旋转机械转子系统碰摩位置的研究

旋转机械转子系统动静件碰摩故障发生频繁,为检测其位置,本文采用声音信号联合键相位信号的方法来确定其碰摩位置,通过试验采集碰摩时的数据并用此方法求得碰摩位置,与实测的碰摩位置基本吻合,表明此方法具有较好的效果。     

碰摩转子系统的混沌行为控制研究

根据Jeffcott碰摩转子系统的非线性动力学方程,利用时域波形图、轴心轨迹和Poincare映射图以及全局分岔图对系统的混沌行为进行分析,应用线性压缩映射和小波函数构成的非线性映射对碰摩转子中的混沌行为进行数值仿真,使其控制到稳定周期轨道.研究结果为转子系统的故障诊断、振动控制及安全运行提供了理论参考.     

Estimation of the Forces on Rubbing Rotor Bearing System

识别转子轴承系统动态载荷在工程上是十分重要的．本文将离散系统的动态载荷时域识别方法运用到碰摩转子轴承系统中,对转子所受碰摩力进行识别．该法避免了对系统模态参数的求解．仿真结果表明该方法识别精度较好,对于动静摩擦故障,本方法能识别出摩擦点及冲击力的变化情况,从而提高摩擦故障诊断的准确性．     

碰摩转子截面应力增长规律的数值研究(英)

应用有限差分法,计算出碰摩转子的挠曲振型和截面弯矩分布的变化情况,从而直观地揭示了碰摩过程中转子截面应力的增长规律,对一些旋转机械重大事故中转轴出现多个断口的成因做了初步解释．     

基于形态滤波与样本熵的转子故障特征提取方法

将样本熵引入旋转机械故障诊断领域,结合形态滤波和样本熵,提出了一种新的转子故障特征提取方法.首先选用最简单的直线结构元素,对实测转子振动信号进行形态滤波降噪处理;然后计算降噪后信号的样本熵,包括转子正常、不平衡、不对中、油膜涡动和碰摩等五种工况的振动信号;最后将样本熵作为特征,对各种故障状态进行评价.转子系统故障诊断的实例验证了该方法的可行性和有效性.     

涡轮发动机中篦齿-蜂窝封严结构的高速碰磨行为研究（英文）

目的:航空涡轮发动机中篦齿-蜂窝封严结构能有效降低转动部件之间的气路间隙,提高发动机效率。在高温高速可磨耗试验机上进行模拟试验,研究篦齿叶尖与金属蜂窝之间的高速碰磨行为,分析篦齿叶片和金属蜂窝的磨耗机理,验证金属蜂窝的可磨耗性能,为蜂窝封严在航空发动机中的应用提供参考。创新点:1.成功研制了模拟封严材料高速碰磨行为的可磨耗试验机,最高叶尖线速度可达520 m/s;2.进行了不同试验条件下的高速碰磨试验,验证了蜂窝材料的可磨耗性能;3.通过高速碰磨试验,掌握篦齿叶片和金属蜂窝的磨耗机理;4.获得了高速碰摩力和冲击加速度数据,对应用具有指导作用。方法:1.研制高速可磨耗试验机;径向进给系统驱动封严试样主动与高速旋转的模拟叶片接触并发生高速碰磨作用;试验机可模拟的最高叶尖线速度为520 m/s,进给速率为5~1000μm/s。2.在可磨耗试验机上进行不同叶尖线速度和进给速率条件下的高速碰磨试验,通过对试验现象以及试验后金属蜂窝和篦齿叶片的磨损形貌进行分析,了解高速碰磨过程中的磨损机理。3.通过三向测力传感器对试验中的高速碰磨力进行测量,分析碰摩力的变化规律。4.通过加速度传感器测量瞬时冲击响应,了解冲击作用的大小。结论:1.高速碰磨时,金属蜂窝会发生切削和挤压变形,进给速率对挤压变形具有重要影响。2.高速碰磨时篦齿与蜂窝的接触区域会产生摩擦火花,导致篦齿叶尖发生烧蚀和氧化,摩擦热的聚集会导致蜂窝材料在被切削时发生涂抹,同时伴随有蜂窝材料向篦齿叶尖的转移。3.随着碰磨时间的延长,摩擦热逐渐增多,且在高叶尖线速度条件下更加明显。4.测试到的碰摩力曲线可以分为四个典型阶段:碰磨前、碰磨中、停留和退出;试验测试到的最大径向和切向碰摩力分别为716 N和871 N,不会对转子部件造成损坏。5.在最大叶尖线速度和最大进给速率参数下测得的冲击加速度最大,约为341g。     

基于傅里叶变换的汽轮机转子转速控制研究

配电网中的次同步振荡会对汽轮发电机中的转子转速产生影响.通过傅里叶分析方法计算得出配电网中次同步振荡频率,在汽轮发电机的转子转速控制系统中通过调节励磁系统中锁相环的频率合成,减小励磁电流的波动,实现对汽轮发电机的转子转矩控制.仿真结果表明,在电网出现短时扰动时,汽轮发电机的转速没有出现大波动,实现了对次同步振荡的有效抑制.     

基于Hamilton原理的双跨转子系统建模和转子动态特性分析

研究目的：研究双盘双跨转子/轴承/汽封系统在非线性油膜力和非线性汽封力共同作用下的动力学特性,分析了转子转速、密封力、油膜力和联轴器刚度等因素对转子稳定性的影响。创新要点：采用Hamilton原理和有限元方法建立双盘双跨转子/轴承/汽封系统模型,使得双跨多节点的转子系统数值求解更加容易。研究分析转子转速、非线性密封力、非线性油膜力和联轴器刚度等因素对转子稳定性的影响,为大型转子系统的设计提供理论基础。研究方法：采用Hamilton原理和有限元方法建立双盘双跨转子/轴承/汽封系统模型（图1和2）。应用四阶Runge-Kutta法进行数值求解,并采用轴承处、圆盘处的分岔图、时程图、庞加莱映射图、频率图和相轨迹图等来分析转子系统的动态特性。重要结论：1.通过数值计算分析,转子的转速、非线性汽封力、非线性油膜力和联轴器的刚度对双跨转子的稳定性有重要的影响作用。2.随着转速的上升,双跨转子系统从最初的稳定运动,到三倍周期运动,到准周期运动和多倍周期运动交替出现,运动特性相比单跨转子系统要更为复杂。     

一台660MW机组轴系振动故障诊断处理

井冈山电厂在机组大修后的稳定运行过程中,发生低压转子轴振大诱发保护动作故障,在随后的开机过程中仍然出现汽轮机和发电机转子振幅不稳定及持续爬升现象,机组被迫停机。诊断振动故障特征为动静碰摩,诱发该故障的根本原因为密封瓦内进大量密封胶。检查结果验证了诊断结论的准确性。消除缺陷后,机组轴系振动整体稳定在优良水平内。     

基于传递矩阵法的涡轮增压器临界转速分析

发动机涡轮增压器是一种轻型高速旋转机械,其作用是通过增压增加气缸进气量,提高发动机的燃油经济性和动力性．发动机涡轮增压器核心部件是双盘双支撑的转子轴承系统,所以对转子轴承系统运动稳定性的研究显得尤为重要．通过传递矩阵法建立求解涡轮增压器转子系统临界转速的计算模型,将某型国产汽油机涡轮增压器转子系统的参数带入数学计算模型．利用Matlab软件编程计算涡轮增压器转子系统的临界转速,并通过台架试验验证了理论计算的正确性,为涡轮增压器转子系统设计提供理论参考．     

某汽轮机组动静碰摩故障诊断与处理

大型旋转机械如汽轮发电机组,在新机组启动调试或大修后开机运行时,往往会发生动静碰摩故障。文章针对某电厂1号汽轮机组运行中出现的异常振动进行了数据采集与分析,结合该机组实际运行工况,确定故障原因是机组发生了局部动静碰摩。在采取了优化调节阀开启顺序的措施后消除了异常振动,提高了轴系稳定性。     

转子绕组故障感应电机转矩和转速的计算

基于多回路方法,对异步电机定子电流、转矩、转速进行了分析,对转子绕组故障引起的电机转矩、转速的波动进行了深入研究,提出了波动计算模型.仿真与计算结果表明:转子绕组故障引起电机转矩、转速波动;波动分量的大小、频率可定量计算;转矩与转速波动的频率相等,波动的幅值随转子绕组故障严重程度增加而增加;负载转动惯量对电机转矩、转速有较大的影响,负载转动惯量增加,转矩波动分量的幅值增加而转速波动分量的幅值减小.     

不对中故障下带挤压油膜阻尼器的滚动轴承转子系统的动力学分析（英文）

目的:工业的不断发展对航空发动机、泵、燃气轮机等旋转机械的动力性能提出了更高的要求。转子系统是旋转机械的重要组成部分。复杂的转子系统在高速运转时会产生故障和非线性振动,从而影响系统的可靠性。因此,开展转子系统的非线性动力性研究,研究转子系统在高速运转时的非线性响应及其抑制作用对转子系统的设计和故障诊断具有重要的意义。创新点:1.在建模的时候考虑转子系统的实际结构,在不对中模型中引入齿式联轴器啮合力,在滚动轴承模型中考虑弹流润滑影响;2.探究挤压油膜阻尼器参数对转子系统非线性特性抑制的影响,总结其变化规律。方法:1.基于Hertz接触和弹流润滑理论,建立滚动轴承动力学模型,同时考虑齿式联轴器齿之间的啮合力,建立不对中故障下的齿式联轴器啮合力模型,并在此基础上,根据转子系统的支撑形式,建立0-2-1支撑的转子动力学模型;2.开展转子动力学实验,验证模型的准确性并分析不对中量对系统频谱特性的影响;3.在分析不对中故障非线性特性的基础上,研究挤压油膜阻尼器参数对于非线性特性抑制的作用。结论:1.齿式联轴器啮合作用和滚动轴承的弹流润滑对不对中故障下转子系统的失稳产生一定的影响,润滑会导致系统发生分岔的窗口推迟;2.对于转子系统的弹性支撑,其一阶临界转速和振幅随着刚度的增大而增大,选择合适的刚度有利于转子系统的稳定运行;3.挤压油膜阻尼器的参数对转子系统故障引起的非线性具有较好的抑制作用,其作用的大小取决于不对中量和挤压油膜阻尼器的油膜间隙的耦合,合理地调节油膜间隙有助于增大系统的稳定区间范围。     

非线性不平衡转子-轴承-密封系统的动力学行为研究

建立了同时考虑非线性油膜力和非线性密封力的转子-轴承-密封耦合系统的动力学方程,并采用数值模拟的方法对这个耦合系统的分岔和混沌行为进行了研究,通过系统响应随转子转速变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图、一些典型的Poincare截面图、轴心轨迹图和时间响应图来反映系统响应从周期运动通过倍周期分岔,最后到达混沌的运动及其演变过程。     

基于LabVIEW的航空发动机转子故障诊断系统设计

以LabVIEW为开发平台,针对航空发动机转子系统的常见故障,利用数据采集卡采集故障信号,结合信号处理中的时频分析方法,设计了航空发动机转子故障诊断系统,并利用转子故障模拟实验器的实验数据验证了该系统的有效性.     

双跨双转子轴临界转速实验装置振动分析

利用传递矩阵法对一双跨双转子轴临界转速实验装置进行了振动分析,并对其一阶临界转速进行了测量,临界转速计算值与实验值能较好吻合.分析表明该轴系一阶临界转速偏高、振幅及噪声较大,临界转速实验完整性及安全性差,不宜用做临界转速测量装置,只能作为刚性轴动平衡实验装置使用.     

大型机组动静碰磨的振动特征研究与诊断技术应用

动静部件碰磨是当前大型机组现场常见重要故障。本文结合企业大型机组在启机和工作转速发生的典型动静碰磨,介绍了故障简况、振动特征、分析判断过程和现场应急处理方法,这些可以为碰磨故障的准确分析、诊断和认定、以及现场采取的紧急处理措施提供参考。     

无刷双馈风力发电机在供暖系统中的应用

无刷双馈电机是一种新型特殊感应电机,在分析了无刷双馈电机的运行机理的基础上,设计一个功率5kW、6/2极的磁障转子无刷双馈风力发电取暖系统,基于场路耦合有限元法,仿真分析了在负荷相同情况下,不同转速下的磁障转子无刷双馈风力发电取暖系统运行状况.仿真结果表明:该电机在风电供暖系统是可行的,为无刷双馈风力发电机在供暖应用方面提供理论依据.     

电动机降压起动控制线路的优化

异步电动机从静止状态开始转动,直到转速升到稳定的转速,在这个过程中其它电器设备要求能正常工作.电动的机起动有全压起动、降压起动、和绕线式异步电动机转子加电阻起动等方法,文中主要研究了电动机降压起动线路优化的基本原则.