面向全矢譜分析的轉子動態(tài)故障特性研究.pdf

1、轉子系統(tǒng)結構參數(shù)(如剛度、阻尼等)、偏心質量(外激勵)等對系統(tǒng)的動力學特性有很大的影響,而基于振動檢測的故障診斷過程實質上是根據(jù)轉子系統(tǒng)動力學響應的特征來分析其剛度,阻尼以及激勵可能產(chǎn)生的變化。全矢譜技術是一項采用信息融合的思想來客觀描述轉子-軸承系統(tǒng)動力學響應中一些關鍵特征量的實用技術,全矢譜中的各特征參數(shù)可作為轉子系統(tǒng)故障診斷的依據(jù)。因此,根據(jù)轉子動力學和全矢譜理論來分析并建立轉子系統(tǒng)動力學參數(shù)(如支承剛度等)與全矢譜參數(shù)(如主振矢

2、、振矢角等)的關系有十分重要的意義。
　　 大部分旋轉機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、阻尼以及偏心質量的分布與全矢譜各參數(shù)的之問的關系,本文建立了相應的轉子-軸承系統(tǒng)的有限元模型,利用有限元分析方法進行數(shù)值模擬,然后通過轉子試驗臺進行實驗驗證。
　　 通過水平和豎直方向上的剛度變化與全矢譜參數(shù)的關系的研究結果表明:在恒定轉速下,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,通過實驗對這一結論進行了驗證。根據(jù)上述結論,提出依據(jù)偏心率進行故障判別的方法,根據(jù)軸承剛度對振矢和方位角的影響給出傳感器的安裝原則,從而提高對轉子系統(tǒng)故障監(jiān)測的準確性。
　　 通過有限元分析方法對軸承阻尼與全矢譜參數(shù)之間的關系進行分析,數(shù)值模擬結果表明:阻尼對主振矢、副振矢以及振矢角均有影響。阻尼可以降低轉子系統(tǒng)的振動量,使振矢值減小,軸心軌跡的偏心率也有一定程度上的降低,故軸承阻尼對振動