多截面轉子信息融合與故障診斷研究.pdf

1、大型旋轉機械如汽輪發(fā)電機組等,是支撐國民經(jīng)濟命脈部門的關鍵設備。這些機組一旦發(fā)生故障,將會給企業(yè)和國家造成巨大的經(jīng)濟損失,乃至威脅作業(yè)人員的生命安全。隨著技術的進步,這些設備更趨于高速化、復雜化,其管理更需整體理念的分析診斷方法和手段。然而,目前的分析和診斷手段大都還是停留在轉子系統(tǒng)單個截面的信息,忽視了各個截面間有機的聯(lián)系。因此,對設備的整體動態(tài)信息描述并不全面,有時無法對故障進行精確判斷。為了更完備地監(jiān)測機組的運行狀況以及更精確地對

2、故障進行判別,本文進行了對轉子多截面信息融合方法及診斷的研究與探索。對轉子單截面信息融合的理論基礎進行了研究,給出了全矢譜技術的快速算法。應用此算法,實現(xiàn)全信息分析所需的各種參數(shù)。并根據(jù)實例分析,探討了全信息分析技術各自的特點,為轉子多截面信息融合的表達提供了良好基礎。
　　建立了基于有限元的轉子——軸承系統(tǒng)的運動學方程,構造了轉子多截面信息融合的理論基礎。利用單截面全矢譜技術,引入截面間的相位信息,形成某一單頻下的空間振動形態(tài),

3、這在表達信息完整性程度、以及直觀度方面具有明顯優(yōu)勢。在轉子多截面信息融合的理論基礎上,提出了全矢傳遞譜(FVTS)及其建立方式。FVTS有著一般頻譜結構特征,但描述了轉子多個截面多個頻率下的空間振動形態(tài)。并在簡單介紹轉子齒式聯(lián)軸器不對中及轉子不平衡振動機理的情況下,對FVTS的應用進行了分析。表明FVTS能夠對故障進行更深層次的判別。在全信息分析技術的基礎上,基于全矢傳遞譜(FVTS)提出了一種監(jiān)測、分析機組啟停車過程的有力工具——全矢

4、傳遞瀑布圖(FVTC)。FVTC可以顯示任意多個相關截面信息隨轉速變化而變化的情形,能夠將本來就相互關聯(lián)的轉子多截面信息系統(tǒng)的表達出來,使得監(jiān)測、表達啟停車過程時更完備。并根據(jù)實例分析,對基于全信息分析技術的瀑布圖進行了對比,表明FVTC在表達信息時的優(yōu)越性。
　　本文根據(jù)轉子動力學理論,基于數(shù)據(jù)層信息融合的觀點,提出的全矢傳遞譜(FVTS)與全矢傳遞瀑布圖(FVTC)在設備監(jiān)測與故障診斷中,能夠把轉子單個截面的振動強度、方位等信