双裂纹转子系统动力学特性实验研究

《双裂纹转子系统动力学特性实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第52卷第4期汽轮机技术V0】．52No．42010年8月TURBINETECHNOL0GYAug．2010双裂纹转子系统动力学特性的实验研究李国镔(海军驻第七。三所军事代表室哈尔滨150036)摘要：转轴裂纹是旋转机械中常见的故障。通过实验方法研究具有两条裂纹转子系统的振动特性。研究了具有不同裂纹夹角的转子系统在不同转速下的动力学特性，结果表明，不同的裂纹夹角对于转子的动力学特性有明显的影响。关键词：双裂纹转子；不同夹角；动力学特性分类号：TP206；O313文献标识码：A文章编号：1001—5884(2010)04-0281-03ExperimentalInvestiga

2、tionontheDynamicsofaRotorwithDoubleCracksLIGuo．bin(NavalRepresentativeOfficeResidentatSCICNo．703ResearchInstitute，Harbin150036，China)Abstract：Rotorcrackisakindoffrequently—occurfaultforrotarymachinery．Inthisinvestigation，thedynamicalbehaviorsofarotorwithtwolateralcracksarestudiedexperimenta

3、llyatseveralrotaryspeeds．Theresultsshowthattheanglesbe—tweentwocracksaffecttherotordynamicalbehaviorssignificantly．Keywords：rotorwithdoublecracks；diferentcrackangle；dynamicalbehaviorHz，在配套的数据处理软件中进行处理，画出时域图、频谱图O前言和轴心轨迹。转子横向裂纹是旋转机械系统常见的重大故障之_l。一，转子裂纹的出现将引起转子系统动力学特性的剧变，极大地影响系统的正常工作，严重时会造成财产和人

4、员-损失。因此研究裂纹轴的识别诊断方法，是一项有理论和实际意义的课题。裂纹对振动信号的影响是通过引起转轴刚度的变化表现出来的，特别是在转子运行的过程中，裂纹面所受的应力不断变化，使裂纹时而张开、时而闭合、给系统带图1实验仪器连接框图实验台如图2所示，由底座、轴承座、轴以及刚性圆盘组来很强的非线性和耦合效应。成，转轴的长度为600mm，直径为10ram，刚性圆盘用锥套固迄今，有关裂纹转子的理论和实验研究很多，但是定在轴的中心位置，转轴一端用弹性联轴节与电机相连，电大多都只考虑了一条裂纹，很少有研究两条裂纹的转子系统机的转速通过无级调速器控制。在实验中共制备了3根长裂纹夹角对振动

5、的影响’。本文就通过实验的方法，研究轴，分别是裂纹夹角为0。、90。和180。3种，裂纹的位置对称了在固支条件下具有不同裂纹夹角的转子在不同转速下的分布在圆盘两侧各50mm处。裂纹的深度为3．3mm，裂纹的动力学特性并进行了比较。加工是通过线切割的方式加工出来。1实验模型及其原理本实验所用到的实验设备包括：转子实验台、交流无级调速器、电涡流传感器、AZ216R数据采集仪和数据采集软件，图1为实验过程中测试仪器的连接框图。对于旋转机械，利用非接触式电涡流传感器测量轴心位移的方式是非常图2转子实验台和测试设备方便的，把一对垂直和水平安装的电涡流传感器安装在圆盘附近，通过固定支座固

6、定在底座上，以测量圆盘中心的振动2实验结果及分析规律，转子的转速通过转速传感器采集，连同电涡流传感器的信呈二起输厶到△21数据采集仪中，采样频率取1000在进行实验时，转盘上不添加任何附加质量，因为除去收稿日期：2010-02-02作者简介：李国镔(1978．)，男，工程师，从事船舶动力装置研发。282汽轮机技术第52卷裂纹的影响外，转子的偏t2,质量不可能为零，所以测试的结了较低的转速，以降低质量偏心的影响。图3与图4分别是果实际上是裂纹、重力和微小质量偏心综合作用的结果，研裂纹夹角呈0。、90。和180。条件下在转速为600r／min和700究的主要是不同的裂纹夹角对振动

7、特性的影响，因此，选择r／min下水平和竖直方向的时域图，频谱图以及圆盘中心的y$az振动响应时域图和z振动响应时域图和：振动响应时域图和z振动响应频谱图yNz振动响应频谱图yNz振动响应频谱图圆盘轴心轨迹圆盘轴心轨迹圆盘轴心轨迹(回裂纹夹角0o(裂纹夹角90~(c)裂纹夹角180o图3含两条开闭裂纹的转子系统在600r／miE1转速条件下的动力学特性yNz振动响应时域图y$az振动响应时域图和：振动响应时域图yNz振动响应频谱图和0振动响应频谱图和：振动响应频谱图圆盘轴心轨迹圆盘轴心轨迹圆盘轴心轨迹(