摘要：目的:工业的不断发展对航空发动机、泵、燃气轮机等旋转机械的动力性能提出了更高的要求。转子系统是旋转机械的重要组成部分。复杂的转子系统在高速运转时会产生故障和非线性振动,从而影响系统的可靠性。因此,开展转子系统的非线性动力性研究,研究转子系统在高速运转时的非线性响应及其抑制作用对转子系统的设计和故障诊断具有重要的意义。创新点:1.在建模的时候考虑转子系统的实际结构,在不对中模型中引入齿式联轴器啮合力,在滚动轴承模型中考虑弹流润滑影响;2.探究挤压油膜阻尼器参数对转子系统非线性特性抑制的影响,总结其变化规律。方法:1.基于Hertz接触和弹流润滑理论,建立滚动轴承动力学模型,同时考虑齿式联轴器齿之间的啮合力,建立不对中故障下的齿式联轴器啮合力模型,并在此基础上,根据转子系统的支撑形式,建立0-2-1支撑的转子动力学模型;2.开展转子动力学实验,验证模型的准确性并分析不对中量对系统频谱特性的影响;3.在分析不对中故障非线性特性的基础上,研究挤压油膜阻尼器参数对于非线性特性抑制的作用。结论:1.齿式联轴器啮合作用和滚动轴承的弹流润滑对不对中故障下转子系统的失稳产生一定的影响,润滑会导致系统发生分岔的窗口推迟;2.对于转子系统的弹性支撑,其一阶临界转速和振幅随着刚度的增大而增大,选择合适的刚度有利于转子系统的稳定运行;3.挤压油膜阻尼器的参数对转子系统故障引起的非线性具有较好的抑制作用,其作用的大小取决于不对中量和挤压油膜阻尼器的油膜间隙的耦合,合理地调节油膜间隙有助于增大系统的稳定区间范围。

摘要：为准确实现电机驱动轴系的不对中故障诊断,提出了基于伺服电机转速信号奇异值分解(SVD)和希尔伯特变换(HT)的轴系不对中故障诊断方法。构建了轴系不对中故障模型,得到了基于转速信号的故障诊断机理。将SVD-HT方法应用于故障诊断信号的处理分析。对比分析了阶次谱分析方法及SVD-HT方法的诊断结果,验证了SVD-HT方法信号处理算法的准确性。设计并搭建了故障诊断实验台,对比分析了空载与加载模式下基于振动信号与基于转速信号的诊断结果。空载模式下,转速信号f_(r)、2f_(r)和4f_(r)分量的幅值与不对中量呈线性关系,而振动信号分量的幅值与不对中量并无明显规律。加载模式下,转速信号f_(r)、2f_(r)和4f_(r)分量的幅值与载荷呈线性关系,而振动信号分量的幅值与载荷并无明显规律。进而验证了转速信号与SVD-HT诊断方法的鲁棒性和可靠性。本文方法为不对中故障诊断提供了新的思路与方法。

摘要：研究水力发电需要考虑各种综合因素,包括其运行的稳定性。而机组的故障特别是转子故障会引起机组的振动,从而严重影响了水力发电。转子故障包括转子不对中、转子不平衡,在实际运行中,诱发转子发生这些故障的因素量太小且受到机组安装设计的一些限制,我们并不能够很精确地进行实际测量。通过对水电机组的模型进行仿真分析,判断随着转子的不对中量和不平衡量和转速的变化对机组的影响。分析表明,随着转速的增加,会发生碰摩现象,但当转速达到一定值后,机组又平稳运行;随着不对中量增加,机组由稳定运行到发生碰摩;随着不平衡量的增加,机组由稳定运行到发生碰摩。

摘要：根据转子不对中故障产生的机理,针对传统不对中故障分类过于概括、对实际排除不对中故障指导意义不太明确的缺点,根据联轴器两端支承轴承的不同状态,提出转子不对中故障的新的分类形式——同侧轴承不对中、异侧轴承不对中、混合不对中,并与传统分类方法进行比较,探讨新的不对中形式与传统不对中形式的关系,给出新分类方法中各类不对中故障的机理及振动特征。研究结果表明:对于同侧轴承不对中,壳体振动频谱中2倍频特征明显而轴振频谱2倍频不明显;异侧轴承不对中相当于传统分类中的平行位移不对中,而混合不对中相当于传统分类中的综合位移不对中。现场诊断案例证明该分类方法的有效性。该研究成果为提高转子不对中故障诊断的准确率、更加有效地指导现场操作人员排除故障提供参考。

摘要：针对局部特征尺度分解(Local Characteristic-scale Decomposition,LCD)方法中均值曲线插值点的属性主要由相邻两同类极值点的属性决定,不能很好地体现数据的整体变化趋势,从而可能引起分解精度降低,提出了基于Lagrange插值的局部特征尺度分解(Lagrange Interpolation based Local Characteristic-scale Decomposition,LILCD)方法.该方法采用Lagrange插值取代LCD中的线性插值,且均值曲线的插值点是由相邻的3个同类极值点构成的Lagrange插值多项式计算产生.引入了对称系数的概念,并给出了最优对称系数评价准则.研究了LILCD方法的原理及最优对称系数评价准则,通过仿真信号将LILCD方法与LCD方法进行了对比,结果表明LILCD在提高分量精确性和正交性方面具有一定的优越性.将LILCD方法应用于转子不对中故障的诊断,结果表明了方法的有效性.