直接测量转子振动加速度方法研究

摘要

对于柔性转子，在超临界区域运转时，由于“自动定心”的作用，振动信号衰减，其中的高次谐波成分非常微弱。但是，对旋转机械故障监测诊断来说，振动信号中的高次谐波成分又是重要的特征信息和诊断依据。现行的转子振动系统测试方法不能满足在超临界区域准确测试高次谐波成分的要求。为此，本文对一种直接测量转子振动加速度信号的方法(即加速度传感器对装在转子上，在旋转坐标系测量转子振动的方法)展开研究。 文中介绍了转子系统振动理论和测试方法，并论述了这种直接测量转子振动加速度方法的原理、实现和优越性。设计了实验方案；在转子实验器上进行了转轴裂纹监测实验和扭转振动测试实验以对这种方法的可行性和优越性进行了考核、验证。裂纹监测实验表明，直接测量转子振动加速度方法与电涡流位移传感器测试转子振动的方法相比，在超临界转速区前者要比后者能更好的测得转子的高阶振动成分，即能更有效地测取故障的特征信息。扭转振动测试结果表明，应用直接测量转子振动加速度方法，可测取到转子的扭转振动信号。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1旋转机械故障诊断概述

1.2旋转机械振动特点及其测试

1.2.1旋转机械振动特点

1.2.2旋转机械振动测试

1.3本课题研究内容及工作安排

1.3.1研究内容

1.3.2工作安排

1.4本章小结

第二章理论基础

2.1动力学问题分类及振动测试

2.1.1动力学问题分类

2.1.2振动测试

2.2单盘转子的振动

2.2.1单盘转子的涡动

2.2.2偏心质量引起的振动

2.2.3有阻尼时转子的振动

2.3考虑离心力影响时单盘转子的扭振模型

2.4旋转坐标系

2.5直接测量转子振动加速度

第三章测试过程

3.1实验测试过程

3.2简谐振动时域测量参数

3.3振动测试方法及分类

3.4传感器的静态特性

3.5振动数字信号分析方法

3.5.1离散付里叶变换

3.6信号调理与计算机后处理

3.6.1信号滤波

3.6.2整周期采集

3.6.3频率分辨率

3.7 CAMD6100系统

3.8转子实验器

3.8.1实验装置及测量系统

3.8.2系统静态位移

3.8.3实验器临界转速

第四章裂纹监测实验

4.1转轴裂纹

4.1.1裂纹转子运动微分方程

4.1.2裂纹故障诊断

4.2裂纹模拟及其固有特性

4.2.1裂纹故障模拟

4.2.2裂纹转子临界转速

4.3位移传感器测试结果

4.3.1位移传感器安装

4.3.2稳态过程

4.3.3暂态过程

4.4加速度传感器测试结果

4.4.1加速度传感器的安装

4.4.2稳态数据

4.4.3暂态过程

第五章转子扭振信号测量

5.1扭振产生机理

5.2扭振测试内容及方法

5.3实验数据

第六章结束和建议

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的论文

致谢