面向全矢譜分析的轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)故障特性研究.pdf

1、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)(如剛度、阻尼等)、偏心質(zhì)量(外激勵(lì))等對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性有很大的影響,而基于振動(dòng)檢測(cè)的故障診斷過(guò)程實(shí)質(zhì)上是根據(jù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的特征來(lái)分析其剛度,阻尼以及激勵(lì)可能產(chǎn)生的變化。全矢譜技術(shù)是一項(xiàng)采用信息融合的思想來(lái)客觀描述轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)中一些關(guān)鍵特征量的實(shí)用技術(shù),全矢譜中的各特征參數(shù)可作為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷的依據(jù)。因此,根據(jù)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)和全矢譜理論來(lái)分析并建立轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)(如支承剛度等)與全矢譜參數(shù)(如主振矢

2、、振矢角等)的關(guān)系有十分重要的意義。
　　 大部分旋轉(zhuǎn)機(jī)械的支撐具有各向異性,即支撐的各方向具有不同的剛度或阻尼。為了分析水平/豎直方向上的剛度、阻尼以及偏心質(zhì)量的分布與全矢譜各參數(shù)的之問(wèn)的關(guān)系,本文建立了相應(yīng)的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的有限元模型,利用有限元分析方法進(jìn)行數(shù)值模擬,然后通過(guò)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 通過(guò)水平和豎直方向上的剛度變化與全矢譜參數(shù)的關(guān)系的研究結(jié)果表明:在恒定轉(zhuǎn)速下,改變兩相互垂直方向上的剛度,則主振

3、矢、副振矢和方位角均隨剛度的變化而變化,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)這一結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證。根據(jù)上述結(jié)論,提出依據(jù)偏心率進(jìn)行故障判別的方法,根據(jù)軸承剛度對(duì)振矢和方位角的影響給出傳感器的安裝原則,從而提高對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
　　 通過(guò)有限元分析方法對(duì)軸承阻尼與全矢譜參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析,數(shù)值模擬結(jié)果表明:阻尼對(duì)主振矢、副振矢以及振矢角均有影響。阻尼可以降低轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)量,使振矢值減小,軸心軌跡的偏心率也有一定程度上的降低,故軸承阻尼對(duì)振動(dòng)