旋转机械状态监测与故障诊断技术.pdf

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1、转子系统状态监测与故障诊断技术机械故障的主要原因转子振动的基本特性监测参数及分析方法转子系统主要故障及其诊断（不平衡、不对中、油膜失稳、动静碰摩、转轴裂纹）1转子系统状态监测与故障诊断技术•机械设备中大部分都是旋转机械，它覆盖着动力、电力、化工、冶金、机械制造等重要工程领域•旋转机械转速一般都较高，对故障诊断技术的要求就特别迫切，如汽轮发电机、压缩机、风机、大型轧钢机等，其工况状态不仅影响该机器设备本身的运行，而且还会对后续生产造成损失，严重时将会对国民经济造成重大损失，甚至导致机毁人亡事故。为保证机组安全运行，降低机组维修费用和提高机组利用率，大型旋转机械的状态监视与故障诊断的研究就越来越

2、受到研究者和工业部门的重视。2ResearchCenterofConditionMonitoring&FaultDiagnosis(RCCMFD),SoutheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术1、机械故障的主要原因设计原因①设计不当，动态特性不良，运行时发生强迫振动或自激振动②结构不合理，应力集中③设计工作转速接近或落人临界转速区④热膨胀量计算不准，导致热态对中不良制造原因①零部件加工制造不良，精度不够②零件材质不良，强度不够，制造缺陷③转子动平衡不符合技术要求3ResearchCenterofConditionMonitoring&Fa

3、ultDiagnosis(RCCMFD),SoutheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术安装、维修①机械安装不当，零部件错位，预负荷大②轴系对中不良③机器几何参数（如配合间隙、过盈量及相对位臵）调整不当④管道应力大，机器在工作状态下改变了动态特性和安装精度⑤转子长期放臵不当，改变了动平衡精度⑥未按规程检修，破坏了机器原有的配合性质和精度操作运行①过程/工艺参数（如介质的温度、压力、流量、负荷等）偏离设计值，机器运行工况不正常②机器在超转速、超负荷下运行，改变了机器的工作特性③运行点接近或落入临界转速区4ResearchCenterofCon

4、ditionMonitoring&FaultDiagnosis(RCCMFD),SoutheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术④润滑或冷却不良⑤转子局部损坏或结垢⑥启停机或升降速过程操作不当，暖机不够，热膨胀不均匀或在临界区停留时间过久机器劣化①长期运行，转子挠度增大或动平衡劣化②转子局部损坏、脱落或产生裂纹③零部件磨损、点蚀或腐蚀等④配合面受力劣化，产生过盈不足或松动等，破坏了配合性质和精度⑤机器基础沉降不均匀，机器壳体变形5ResearchCenterofConditionMonitoring&FaultDiagnosis(RCCMFD)

5、,SoutheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术2、转子振动的基本特性Jeffcott转子转子有两种运动：一种是转子的自身转动，即圆盘绕其轴线AO′B的转动另一种是弓形转动，即弯曲的轴心线AO′B与轴承联线AOB组成的平面绕AB轴线的转动6ResearchCenterofConditionMonitoring&FaultDiagnosis(RCCMFD),SoutheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术2、转子振动的基本特性一般情况下，振幅X、Y不相等O′点的轨迹为一椭圆O′的这种运动是一种“

6、涡动”或称“进动”•转子的涡动方向与转子的转动角速度ω同向时，称为正进动；•转子的涡动方向与转子的转动角速度ω反方向时，称为反进动。7ResearchCenterofConditionMonitoring&FaultDiagnosis(RCCMFD),SoutheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术2、转子振动的基本特性圆盘的质量以m表示，它所受的力是转子的弹性力FF=-kak为转子的刚度系数，a=OO′圆盘的运动微分方程为8ResearchCenterofConditionMonitoring&FaultDiagnosis(RCCMFD),So

7、utheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术2、转子振动的基本特性质心G与转轴中心O′不重合令：Z=x＋iy9ResearchCenterofConditionMonitoring&FaultDiagnosis(RCCMFD),SoutheastUniversity，025-52090512转子系统状态监测与故障诊断技术2、转子振动的基本特性•ω<<ωn时，A＞0