振动基本知识及故障诊断ppt课件.ppt

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1、振动基本知识及故障诊断1上篇：振动基本知识一、振动及其分类振动——指物体在一定位置附近的往复运动。普遍存在于宇宙及人类生产、生活中。是电厂重要安全经济指标之一。电厂中振动过大的危害（1）减少设备的使用寿命，造成设备损坏，甚至酿成灾难性事故；（2）动静部件碰摩，使转轴弯曲，部件及基础损坏；（3）降低机组的机械性能和热力性能；（4）振动及其产生的噪声，影响运行人员身体健康和工作效率。2振动的分类（1）按振动的产生方式分：自由振动受迫振动（2）按振动的规律分：简谐振动复合周期振动瞬态振动随机振动（3）按振动故障的性质分：自激振动强迫振动（4）按振动模型的自由度分：单自由度振动多自由度振动3

2、二、简谐振动（一）简谐振动的运动学方程以无阻尼自由振动的弹簧振子为例得出普遍结论：微分方程特征运动学特征由xok4解可得位移振动方程速度加速度vtxa5结论：（1）单自由度无阻尼系统的自由振动是以正弦或余弦函数表示的，故称为简谐振动。（2）自由振动的角频率即系统的固有频率仅由系统本身参数确定，与外界激励、初始条件无关。（3）自由振动的振幅A和初相角φ由初始条件所确定。6振幅A(Amplitude)偏离平衡位置的最大值。描述振动的规模。频率f(Frequency)描述振动的快慢。单位为次/秒(Hz)或次/分(c/min)。周期T=1/f为每振动一次所需的时间，单位为秒。圆频率=2f

3、为每秒钟转过的角度，单位为弧度/秒初相角(Initialphase)描述振动在起始瞬间的状态。（二）描述简谐振动的三要素7（三）简谐振动的合成合振动：1.同方向、同频率简谐振动的合成——仍然为简谐振动αA1A2Axα1α2两种特殊情况：振动与其它运动形式一样也可以进行合成与分解振动往往是由若干种频率的简谐振动合成的下面我们研究几种基本而重要的简谐振动的合成A1A2AxA1A2Ax82.同方向、不同频率简谐振动的合成——周期振动m,n为整数，m≠n用x-t图像合成最方便如：T1=2s,T2=3sx1t2sx2t3sxt6s结论：合振动不是简谐振动，但有周期性，合振动周期为两个分振动周

4、期的最小公倍数9tx合振幅做周期性变化的现象叫拍，合振幅大小每变化一个周期叫1拍，单位时间内拍出现的次数叫拍频2）两个分振动频率很高,又非常接近,即可视为振幅做周期性缓慢变化的准简谐振动，又称调幅振动103.方向垂直、同频率简谐振动的合成xy将两个式子展开，消去参数t,可得质点运动的轨迹方程：在一般情况下，为一椭圆方程，椭圆的形状、大小，长、短轴方位，由振幅和相位差决定114.方向垂直、不同频率简谐振动的合成若分振动频率不成整数比，则合运动轨迹不能形成稳定的封闭曲线，质点运动不具有周期性若分振动频率成整数比，则合运动轨迹为一稳定的封闭曲线，质点运动具有周期性，轨迹图形称为利萨如图形图

5、形的花样与振幅、初相、频率比有关用作图法画利萨如图形T1:T2=1:2A1:A2=3:2α1=-π/2α2=π/2A1A2xyα1α2123456781234567812三、单自由度系统自由振动13ωd为阻尼自由振动的圆频率阻尼比：Mi、Mi+1分别为阻尼自由振动的相邻超调量。14四、单自由度系统强迫振动（一）谐激励的强迫振动1516图a)——幅频特性曲线图b)——相频特性曲线（1）当激励频率时，振幅达到最大值，称临界。（2）不管系统的阻尼比是多少，在时，位移始终落后于激励力90度现象，称共振。17reAO（二）单圆盘转子不平衡振动和临界转速01r/ecC

6、AmOO’kyx由上式中解出x和y,并求得振幅r。圆盘惯性力＋轴弹性力＝偏心的离心力18单圆盘转子的不平衡振动响应01r/ecreAOreCAOreCAOCACOO’<<cc>>cr<>erereAO重点高点C19系统有多个固有频率。从小到大，称为第1阶、第2阶等等。每个频率有一对应的振型和阻尼值。同一阶的固有频率、振型和阻尼值一起，称为模态。五、多自由度系统自由振动两自由度系统的振动模态第二阶模态第一阶模态20三自由度系统振动模态第二阶模态第三阶模态第一阶模态振型是各自由度坐标的比例值。振型具有正交性。21单转子的临界转速和振型650MW发电机转子n1

7、=604r/minn2=1840r/minn3=4651r/min多自由度转子有多个临界转速和相应的振型22多转子轴系的临界转速和振型200MW汽轮发电机组轴系发电机转子型n1=1002r/min中压转子型n2=1470r/min高压转子型n3=1936r/min低压转子型n4=2014r/min发电机转子型n5=2678r/min高压转子中压转子低压转子发电机转子轴系各阶振型中，一般有一个转子起主导作用。23多转子轴系的固有频率和振型24单跨转子与多跨轴