發(fā)布時間：2020-06-04 18:39

【摘要】：在石油化工生產(chǎn)過程中,為了減少能量損失,提高效率和經(jīng)濟性,機組軸系密封處,轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙通�？刂频帽容^小,在機組運行中,一旦遇到某些故障,就會使軸系振動增大,以至發(fā)生碰摩；因此轉(zhuǎn)子在正常使用條件下如果發(fā)生了碰摩,一般都是由于轉(zhuǎn)子發(fā)生其它故障引起的,也就是說碰摩故障一般都會伴隨著其它故障,是兩種以上故障發(fā)生耦合,是多種激勵引起的振動合成,但無論任何振動都與轉(zhuǎn)子所受的力和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動剛度有關；而碰摩一旦發(fā)生,系統(tǒng)將會受到的兩種力,第一種是在轉(zhuǎn)子與靜子剛剛接觸時,動靜件都會受到一個沖擊力,沖擊力引起局部變形和反彈運動,產(chǎn)生沖擊振動,而第二種是在動靜件接觸時受到法向碰摩力和切向碰摩力,這種力則產(chǎn)生強迫振動；同時碰摩也能改變系統(tǒng)的剛度,從而造成系統(tǒng)臨界頻率的改變,碰摩這種引起轉(zhuǎn)子系統(tǒng)力和動態(tài)剛度的變化使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學行為非常復雜,因此我們依據(jù)幅頻特性和相頻特性曲線研究了碰摩對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動響應的影響,但如果轉(zhuǎn)子系統(tǒng)要產(chǎn)生分頻振動,則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須達到一定的要求才行,為實現(xiàn)工作轉(zhuǎn)速的碰摩故障診斷起到一定的作用。 正常運行的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩通常是由不平衡、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)松動和汕膜振動等故障所引發(fā)的二次故障,而不平衡振動是所有轉(zhuǎn)子系統(tǒng)必然存在的,因此我們首先分析了在不平衡質(zhì)量的影響下,轉(zhuǎn)子與定子之間的全周碰摩的振動情況,通過理論與實驗的研究,引入了判斷碰摩不穩(wěn)定的摩擦因子,我們得出在不平衡力的作用下轉(zhuǎn)子正進動全周碰摩與反進動全周碰摩的邊界條件,為避免反向全周碰摩提供了依據(jù),同時也證明了在轉(zhuǎn)子與定子之間如果存在潤滑介質(zhì),則轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一般不會發(fā)生反向振動。其次針對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在正常運行條件下,由油膜振動和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)松動下的轉(zhuǎn)子碰摩故障問題,建立了含不平衡-流體振動-碰摩耦合轉(zhuǎn)子動力學模型和不平衡-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)松動-碰摩的轉(zhuǎn)子動力學模型,通過理論與實驗數(shù)據(jù)的分析,得出其故障耦合機理,提取油膜振動和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)松動下的碰摩故障特征,利用軸心軌跡圖、頻譜圖、三維瀑布圖等方法,重點討論轉(zhuǎn)子系統(tǒng)參數(shù)對其信號的影響。 通過理論和實驗研究我們得出碰摩能夠減小油膜振動和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)松動的作用,而對于油膜引起的碰摩,振動沒有方向,而由松動引起的碰摩振動則具有明顯的方向性。同時隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增大,碰摩程度的增加,系統(tǒng)只出現(xiàn)同步振動,分頻只有當轉(zhuǎn)速達到一定要求時才會出現(xiàn),而對于高頻振動則很少出現(xiàn),而且振動幅值比同步振動小得多。 由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩故障是隨機的,具有瞬時性,只通過FFT變化很難進行判斷,因此采用了小波分析方法,然而如果只用小波分解來診斷故障,計算量大,有時會有一定的難度,因此我們首先通過FFT進行頻率診斷,然后再利用小波分解進行碰摩故障的識別,可以大大縮短診斷的計算量和工作時間,為實際生產(chǎn)中識別二次碰摩耦合故障提供了有效方法。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH165.3

【參考文獻】

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本文編號：2696808