课程设计（论文）-高速旋转机械故障诊断设计

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1、目录一、高速旋转机械常见故障……………………………………………1（一）转子不平衡故障……………………………………………………………………………1（二）转子不对中…………………………………………………………………………………3（三）油膜振荡及涡动……………………………………………………………………………5（四）迷宫密封气流激振的故障特征………………………………………………10（五） 喘振的机理与故障特征………………………………………………………10（六）转子亚异步振动………………………………………

2、………………………12二、传感器选择及安装………………………………………………12(一)测振动传感器选择…………………………………………………………………………12(二)测噪声传感器选择…………………………………………………………………………13三、选择放大电路……………………………………………………14四、滤波器选择………………………………………………………15五、测量放大电路………………………………………………………15六、记录器选择…………………………………………………………16七、主要参

3、考文献………………………………………………………17八、课程设计心得体会…………………………………………………1717  一．高速旋转机械常见故障（一）转子不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。据统计，旋转机械约有一半以上的故障与转子不平衡有关。因此，对不平衡故障的研究与诊断也最有实际意义。     1.不平衡的种类       造成转子不平衡的具体原因很多，按发生不平衡的过程可分为原始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡等几种情况。    

4、   原始不平衡是由于转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因造成的，如出厂时动平衡没有达到平衡精度要求，在投用之初，便会产生较大的振动。      渐发性不平衡是由于转子上不均匀结垢，介质中粉尘的不均匀沉积，介质中颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的磨蚀等因素造成的。其表现为振值随运行时间的延长而逐渐增大。     突发性不平衡是由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成，机组振值突然显著增大后稳定在一定水平上。      不平衡按其机理又可分为静失衡、力偶失衡、准静失衡

5、、动失衡等四类。             2、不平衡故障的特征       实际工程中，由于轴的各个方向上刚度有差别，特别是由于支承刚度各向不同，因而转子对平衡质量的响应在x、y方向不仅振幅不同，而且相位差也不是90°,因此转子的轴心轨迹不是圆而是椭圆，如图1-2所示。由上述分析知，转子不平衡故障的主要振动特征如下。      (1)振动的时域波形近似为正弦波（图1-2）。      (2)频谱图中，谐波能量集中于基频。并且会出现较小的高次谐波，使整个频谱呈所谓的“枞树形”，如图1-3所示。17

6、图1-2 转子不平衡的轴心轨迹   图1-3 转子不平衡故障谱图        (3)当ω＜ωn时，即在临界转速以下，振幅随着转速的增加而增大；当ω＞ωn后，即在临界转速以上，转速增加时振幅趋于一个较小的稳定值；当ω接近于ωn时，即转速接近临界转速时，发生共振，振幅具有最大峰值。振动幅值对转速的变化很敏感，如图1-4所示。      (4)当工作转速一定时，相位稳定。      (5)转子的轴心轨迹为椭圆。      (6)从轴心轨迹观察其进动特征为同步正进动。17图1-4 转子不平衡的主要特征

7、大型机组通常由多个转子组成，各转子之间用联轴器联接构成轴系，传递运动和转矩。由于机器的安装误差、工作状态下热膨胀、承载后的变形以及机器基础的不均匀沉降等，有可能会造成机器工作时各转子轴线之间产生不对中。（二）转子不对中      具有不对中故障的转子系统在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应，如引起机器联轴器偏转、轴承早期损坏、油膜失稳、轴弯曲变形等，导致机器发生异常振动，危害极大。    1、转子不对中的类型     如图1-1所示，转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。轴颈在

8、轴承中偏斜称为轴承不对中。轴承不对中本身不会产生振动，它主要影响到油膜性能和阻尼。在转子不平衡情况下，由于轴承不对中对不平衡力的反作用，会出现工频振动。      机组各转子之间用联轴节连接时，如不处在同一直线上，就称为轴系不对中。通常所讲的不对中多指轴系不对中。造成轴系不对中的原因有安装误差、管道应变影响、温度变化热变形、基础沉降不均等。由于不对中，将导致轴向、径向交变力，引起轴向振动和径向振动。由于不对中引起的振动会随不对中严重程度的增加而增大。不对中是非常普遍的故障，即使采用自动调位轴承和