收藏本站
《太原理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

工作转速下大型转子系统碰摩二次故障耦合振动特性的研究

施俊侠  
【摘要】:在石油化工生产过程中,为了减少能量损失,提高效率和经济性,机组轴系密封处,转子与定子之间的间隙通常控制得比较小,在机组运行中,一旦遇到某些故障,就会使轴系振动增大,以至发生碰摩;因此转子在正常使用条件下如果发生了碰摩,一般都是由于转子发生其它故障引起的,也就是说碰摩故障一般都会伴随着其它故障,是两种以上故障发生耦合,是多种激励引起的振动合成,但无论任何振动都与转子所受的力和转子系统的动刚度有关;而碰摩一旦发生,系统将会受到的两种力,第一种是在转子与静子刚刚接触时,动静件都会受到一个冲击力,冲击力引起局部变形和反弹运动,产生冲击振动,而第二种是在动静件接触时受到法向碰摩力和切向碰摩力,这种力则产生强迫振动;同时碰摩也能改变系统的刚度,从而造成系统临界频率的改变,碰摩这种引起转子系统力和动态刚度的变化使转子系统的动力学行为非常复杂,因此我们依据幅频特性和相频特性曲线研究了碰摩对转子系统振动响应的影响,但如果转子系统要产生分频振动,则转子转速必须达到一定的要求才行,为实现工作转速的碰摩故障诊断起到一定的作用。 正常运行的转子系统的碰摩通常是由不平衡、转子系统松动和汕膜振动等故障所引发的二次故障,而不平衡振动是所有转子系统必然存在的,因此我们首先分析了在不平衡质量的影响下,转子与定子之间的全周碰摩的振动情况,通过理论与实验的研究,引入了判断碰摩不稳定的摩擦因子,我们得出在不平衡力的作用下转子正进动全周碰摩与反进动全周碰摩的边界条件,为避免反向全周碰摩提供了依据,同时也证明了在转子与定子之间如果存在润滑介质,则转子系统一般不会发生反向振动。其次针对转子系统在正常运行条件下,由油膜振动和转子系统松动下的转子碰摩故障问题,建立了含不平衡-流体振动-碰摩耦合转子动力学模型和不平衡-转子系统松动-碰摩的转子动力学模型,通过理论与实验数据的分析,得出其故障耦合机理,提取油膜振动和转子系统松动下的碰摩故障特征,利用轴心轨迹图、频谱图、三维瀑布图等方法,重点讨论转子系统参数对其信号的影响。 通过理论和实验研究我们得出碰摩能够减小油膜振动和转子系统松动的作用,而对于油膜引起的碰摩,振动没有方向,而由松动引起的碰摩振动则具有明显的方向性。同时随着转子转速的增大,碰摩程度的增加,系统只出现同步振动,分频只有当转速达到一定要求时才会出现,而对于高频振动则很少出现,而且振动幅值比同步振动小得多。 由于转子系统的碰摩故障是随机的,具有瞬时性,只通过FFT变化很难进行判断,因此采用了小波分析方法,然而如果只用小波分解来诊断故障,计算量大,有时会有一定的难度,因此我们首先通过FFT进行频率诊断,然后再利用小波分解进行碰摩故障的识别,可以大大缩短诊断的计算量和工作时间,为实际生产中识别二次碰摩耦合故障提供了有效方法。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH165.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴建,梁家惠,李淮凌;大型转动机械碰摩故障分析的声发射检测系统[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
2 金建国,刘钟杰,苏同敏;基于声发射信号的汽轮机动静摩擦监测[J];东北电力学院学报;2002年02期
3 苏少锦;谢元广;龙新峰;;汽轮机发电机组动静碰摩故障的诊断与处理[J];电力设备;2006年09期
4 陈丁跃,徐晖,敬晓明,阎安志;非线性“转子-轴承-基础”系统碰摩动力分析[J];动力工程;2001年05期
5 黄玉亭,曲滨荣,顾卫东,任贵龙;汽轮机通流碰摩原因分析及处理措施[J];电站系统工程;2002年01期
6 陈予恕;两自由度分段线性振动系统的一种解法[J];固体力学学报;1982年01期
7 谢尉扬;汽轮机碳化摩擦振动分析[J];华东电力;2000年08期
8 刘占生,刘成敏,刘树春,范显峰,唐炳照;小波分析和分形几何在转子动静碰摩故障诊断中的应用[J];哈尔滨工业大学学报;1999年01期
9 陈果;;转子-滚动轴承-机匣耦合系统的不平衡-碰摩耦合故障非线性动力学响应分析[J];航空动力学报;2007年10期
10 褚福磊,冯冠平,张正松,褚福磊;碰摩转子系统中的阵发性及混沌现象[J];航空动力学报;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 高锋;于建民;;200MW汽轮发电机组轴系振动与综合分析[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 胡茑庆;转子碰摩非线性行为与故障辨识的研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 吴敬东;转子系统碰摩的若干非线性动力学问题研究[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 杨文刚;转子碰摩故障模拟实验台及其分析系统[D];华北电力大学(河北);2007年
2 侯佑平;基于转子—轴承耦合系统的耦合故障机理分析及智能诊断[D];南京航空航天大学;2007年
3 祝文强;汽轮机转子碰摩故障的机理研究[D];华北电力大学(北京);2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪宏喜;非线性传染率的流行病模型的周期解与Hopf分支的存在性[J];安徽农业大学学报;2002年02期
2 周昆鸟,武际可;线性系统拓扑分类定理的初等证明[J];北京大学学报(自然科学版);1996年05期
3 李国辉,邓学蓥;细长体截面流态拓扑结构演化及其稳定性分析[J];北京航空航天大学学报;2001年06期
4 熊峻江,尚大晶,郭爱民;直升机声疲劳源的诊断技术研究[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
5 宋友,柳重堪,李其汉;基于小波包分解的早期碰摩故障诊断研究[J];北京航空航天大学学报;2003年01期
6 黎康,方振平;基于全局稳定性分析的大迎角飞控系统设计[J];北京航空航天大学学报;2004年06期
7 李国辉,邓学蓥,马宇;定常对称背涡流态下细长体绕流结构的演变[J];北京航空航天大学学报;2005年02期
8 陈向炜,梅凤翔;二阶Birkhoff自治系统的奇点、闭轨、稳定流形与不稳定流形(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1998年04期
9 吴明赞,陈森发;柴油机曲轴运转的非线性振动与混沌[J];船舶工程;2002年01期
10 张涛,刘土光,赵耀,王先洲;初始缺陷加筋板的屈曲与后屈曲分析[J];船舶力学;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李宏坤;赵利华;张志新;郭正刚;;非线性刚度转子-轴承支承松动故障的特征分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 陈会征;陈予恕;;振动筛分机械相关问题的研究进展[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
3 李洪亮;陈予恕;;模态综合法在双转子系统中的应用[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 陈予恕;张华彪;李军;;弹支刚性转子系统碰摩的分岔响应[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
5 王美令;韩清凯;;转盘偏置对转子系统动力学特性的影响研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
6 丁光彬;庞培林;;基于小波网络的电厂汽轮发电机组故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 戴余良;俞科云;王世明;苗海;;潜艇水下运动的分叉特性分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 马超;马阅军;顾正甫;何田;;基于机匣声发射传感器阵列的碰摩故障定位研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
9 陈巍;杜发荣;丁水汀;郭宝亭;;某超高速转子系统动力学特性研究Part Ⅰ:无碰摩转子[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
10 李自刚;李明;;具有轴承不对中故障的柔性非圆截面多转子系统非线性动力学行为[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李雨桐;并联机构运动奇异性及其动态稳定性研究[D];浙江大学;2010年
3 沈路;数学形态学在机械故障诊断中的应用研究[D];浙江大学;2010年
4 曾庆虎;机械传动系统关键零部件故障预测技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 勾轶;基于免疫算法和多传感器信息融合的电机故障综合诊断方法研究[D];沈阳工业大学;2010年
6 胡清华;轴承—转子系统的非线性动力学分析与优化研究[D];大连理工大学;2011年
7 黄志伟;基于非线性转子动力学的水轮发电机组振动机理研究[D];华中科技大学;2011年
8 蒋玲莉;基于核方法的旋转机械故障诊断技术与模式分析方法研究[D];中南大学;2010年
9 张耀强;陀螺仪转子系统非线性动力特性及稳定性分析[D];西安电子科技大学;2011年
10 雷亚国;混合智能技术及其在故障诊断中的应用研究[D];西安交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
2 赵国卿;基于全矢谱的旋转机械轴振与瓦振关系研究[D];郑州大学;2010年
3 赵利华;旋转机械故障机理与轴心轨迹识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
4 杨懿;基于Hamilton原理的转子—汽封—轴承系统非线性动力学问题研究[D];浙江大学;2010年
5 林延新;参激Duffing-Van der Pol方程的动力学行为及混沌控制与同步的研究[D];东华大学;2011年
6 杨涛;汽轮发电机组动静碰摩故障分析及诊断方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
7 韩斯成;非线性系统中的分岔问题和中心流形定理[D];吉林大学;2011年
8 吴昊;X射线管振动信号采集系统与分析方法研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2011年
9 向真;自抗扰控制及其在一类热工控制系统中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
10 范志鹏;基于小波与聚类分析相结合的旋转机械的故障诊断[D];江西理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋友,柳重堪,李其汉;基于小波包分解的早期碰摩故障诊断研究[J];北京航空航天大学学报;2003年01期
2 吴建,梁家惠,李淮凌;大型转动机械碰摩故障分析的声发射检测系统[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
3 李擎,郑德玲,赵星浩,刘东方;一种新的混沌识别方法(Ⅰ)[J];北京科技大学学报;1999年02期
4 金建国,刘钟杰,苏同敏;基于声发射信号的汽轮机动静摩擦监测[J];东北电力学院学报;2002年02期
5 袁惠群,闻邦椿,王德友,刘叔伦;滚动轴承-转子-定子系统的碰摩故障分析[J];东北大学学报;2003年03期
6 罗跃纲,金志浩,刘长利,闻邦椿;非线性摩擦力对碰摩转子-轴承系统混沌运动的影响[J];东北大学学报;2003年09期
7 刘长利,姚红良,张晓伟,闻邦椿;碰摩转子轴承系统非线性振动特征的实验研究[J];东北大学学报;2003年10期
8 陈宏,宋明凯,张晓伟,闻邦椿;不同润滑油黏度对碰摩转子-轴承系统动力学行为的影响[J];东北大学学报;2004年08期
9 李久彤,姜万录,王益群;齿轮早期故障的间歇混沌诊断方法[J];燕山大学学报;1999年03期
10 张文斌,唐贵基,王维珍;大型汽轮机动静碰摩故障的分析和处理[J];东方电气评论;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 徐基琅;韩玉峰;宋向东;;汽轮发电机组碰磨振动现场诊断刍议[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
2 高锋;于建民;;200MW汽轮发电机组轴系振动与综合分析[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 戈志华;基于非线性理论的汽轮机轴系振动故障研究[D];华北电力大学;2000年
2 何成兵;汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动研究[D];华北电力大学(北京);2003年
3 李永强;高速旋转机械故障的若干非线性动力学问题及故障诊断方法的研究[D];东北大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 胡桂平;汽轮发电机组轴系动静碰摩故障特征的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
2 户彩凤;碰摩转子振动特征的研究[D];东南大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈义俊;;高速冲击转子临界转速的传递矩阵分析[J];矿山机械;1993年12期
2 沈松,郑兆昌,应怀樵;非对称转子-轴承-基础系统的非线性振动[J];振动与冲击;2004年04期
3 夏文静,傅行军;小波变换在转子动静碰摩故障诊断中的应用[J];汽轮机技术;2005年03期
4 郑水英,马振飞;被动式电磁阻尼器特性研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年06期
5 王仲生;黎伟;;发动机转子系统早期故障特征提取方法[J];推进技术;2006年02期
6 于德介;陈淼峰;程军圣;杨宇;;基于EMD的奇异值熵在转子系统故障诊断中的应用[J];振动与冲击;2006年02期
7 焦映厚;李明章;陈照波;;不同油膜力模型下转子-圆柱轴承系统的动力学分析[J];哈尔滨工业大学学报;2007年01期
8 贺少华;吴新跃;;一种转子系统冲击响应的计算方法—平均速度Newmark-Riccati传递矩阵法[J];应用力学学报;2010年04期
9 张文;;多自由度转子系统的干摩擦失稳[J];振动工程学报;1988年03期
10 李建国;朱均;虞烈;;多个滑动轴承支承的转子系统稳定性研究[J];应用力学学报;1990年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩清凯;董霄;孙伟;罗忠;;两类不对中转子系统的有限元建模及其振动分析[A];第9届全国转子动力学学术讨论会ROTDYN'2010论文集[C];2010年
2 赵广;刘占生;王永亮;陈锋;;不同类型联轴器对转子系统临界转速影响理论与试验研究[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年
3 孙保苍;周传荣;;转子系统运行稳定性研究的现状与展望[A];华东五省振动工程学会第五届学术交流会论文集[C];2001年
4 孟泉;;一般滑动轴承-转子系统的Hopf分岔[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
5 虞烈;谢友柏;;滑动轴承—转子系统的总体设计原则[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1992年
6 罗跃纲;张松鹤;杜元虎;闻邦椿;;转子系统碰摩故障诊断研究[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年
7 徐华;孙铁绳;陈刚;;挤压油膜阻尼器对滑动轴承—转子系统的影响[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
8 祝长生;;非旋转型电涡流阻尼器转子系统动力特性试验研究[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年
9 张雷;郑七振;陈巍巍;林立;林建中;卢莎;邵亚声;;核电百万千瓦级汽轮发电机转子系统的模拟试验台研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 马震岳;宋志强;;考虑不平衡电磁拉力的偏心转子非线性振动分析[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 武平乐;洛阳与西安交大进行科技合作[N];中国有色金属报;2007年
2 记者 陈建强 通讯员 孙卫军;大型旋转机械非线性动力学研究成果丰硕[N];光明日报;2003年
3 姚宗;海关总署微调《加工贸易货物监管办法》[N];国际商报;2008年
4 武平乐;市政府与西安交大签订工作会商制度协议[N];洛阳日报;2007年
5 张恒瑞;将“知识产权保护网工程”向纵深推进[N];中国消费者报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 施俊侠;工作转速下大型转子系统碰摩二次故障耦合振动特性的研究[D];太原理工大学;2011年
2 宫晓春;可倾瓦轴承—转子系统的非线性动力学分析与主动控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 张昆鹏;转子系统的降维及非线性动力学研究[D];天津大学;2011年
4 王继燕;SFD-滑动轴承转子系统动力学分析与优化[D];中国矿业大学;2010年
5 竺致文;用形状记忆合金对转子系统进行主动控制[D];天津大学;2003年
6 于洪洁;多自由度转子系统非线性动力学数值分析及混沌控制[D];大连理工大学;2002年
7 马辉;损伤转子动力学特性及故障特征提取的研究[D];东北大学;2007年
8 黄志伟;基于非线性转子动力学的水轮发电机组振动机理研究[D];华中科技大学;2011年
9 成玫;转子—轴承—密封系统动力学特性研究[D];上海交通大学;2009年
10 崔亚辉;齿轮—转子—滑动轴承系统非线性动力学特性的理论和试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨令康;船舶尾轴尾轴承间的润滑与碰摩特性研究[D];武汉理工大学;2010年
2 骆海涛;单双跨转子碰摩故障的动力学研究[D];东北大学;2009年
3 王海飞;碰摩转子系统非线性动力学数值模拟分析[D];昆明理工大学;2012年
4 王依;叶轮机械含裂纹叶片转子系统的非线性动力学研究[D];江西理工大学;2007年
5 孙红岩;利用有限元进行转子系统的动力学分析[D];西安建筑科技大学;2008年
6 李东;转子系统若干故障问题的非线性及可靠性分析[D];东北大学;2008年
7 张茉;转子系统振动故障的诊断方法及时频分析技术研究[D];东北大学;2008年
8 韩放;复杂转子系统若干动力学特性的研究[D];东北大学;2009年
9 金思勤;转子系统积油和不对中故障的仿真及试验研究[D];东北大学;2009年
10 王俊茹;主动式磁悬浮轴承转子系统控制方法的研究[D];西安理工大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026