碰摩故障

摘要： 考虑磁流变阻尼器(Magnetorheological damper,简称MRD),研究典型工况下MRD对碰摩故障转子系统动力学特性的影响.基于双线性本构方程,建立磁流变阻尼器动力学模型,并将其引入到转子系统中,利用有限元法建立碰摩故障下转子-滚动轴承-MRD系统的动力学方程,并采用Newmark数值法进行求解,利用分岔图、轴心轨迹图及频谱图等进行对比分析.研究结果表明:合适的电流作用下,MRD能够有效缓解碰摩,使局部碰摩稳定到轻微的全周碰摩,增强系统的稳定性.在过大的电流作用下,会激发MRD的非线性,产生非协调频率成分,降低系统的稳定性.该研究结果可为磁流变阻尼器的设计及控制策略提供有益的指导.

摘要： 针对当前方法碰摩故障信号提取正确性差、碰摩故障诊断准确性差的问题,提出基于LM算法的旋转机械碰摩故障自动诊断方法.利用小波包将碰摩故障信号在频带中分解并进行能量分析,结合多分辨率分析对故障的特征向量进行提取;利用小波尺度谱重分配方法滤除干扰项,准确反映故障特征信号;求解故障节点的运动微分方程并计算其剩余振动量,从而推测出其它点的运动位移情况,并采用LM算法计算全部节点的剩余振动量;计算故障测量参数的偏差向量,确定状态向量的最优估计,求出测量参数的偏差估计,实现对旋转机械碰摩故障的自动诊断.实验结果表明,所提方法提取故障信号的准确率高,并能够准确的完成对旋转机械碰摩故障的自动诊断.

摘要： 针对在基座松动和碰摩故障的情况下拉杆转子非线性动力学问题,建立了拉杆转子模型及其运动微分方程,对故障转子随无量纲转速、松动刚度和拉杆刚度变化时的非线性动力学响应进行了研究.对于转子的支撑部件-滑动轴承,在考虑油膜破裂边界条件的基础上,结合分离变量法、变分原理和无限长轴承模型,提出了有限长动压滑动轴承非线性油膜力的近似解析解;最后,运用Newmark法对转子系统动力学响应进行了计算,同时,对健康转子与故障转子的动力学行为进行了对比分析.研究结果表明:故障转子系统表现出了非常丰富和复杂的运动行为;与健康转子相比,故障拉杆转子-轴承系统的分岔点后移,可以在更广的转速范围内研究其动力学特性;同时,发现松动故障对拉杆转子-轴承系统运动的影响更大.

摘要： 面向航空发动机转子详细分析转子全周碰摩故障生成机制与频谱特征,以涡轮叶片与机匣封严间隙位置的转子全周碰摩故障为例,基于FDM(傅里叶分解算法)法进行了碰摩故障诊断.选用转子试验器对转子全周碰摩振动信号加以测试,通过FDM算法,根据不同频谱分析途径,深入探究航空发动机转子全周碰摩故障诊断方式方法.测试结果表明,基于FDM法的转子全周碰摩故障诊断方法,不仅时频分辨率较高,且可高效提取转子故障特征信息,值得大力推广与应用.

摘要： In order to extract fault features of the rotor-to-stator rub-impact for compressor, a method based on local mean decomposition (LMD) spectrum analysis of elastic supporter strain signals was proposed.In this method, the vibrational strain signals of the rotor system during aero-engine operating was obtained by sticking strain gages on the strips of the elastic supporter in the vertical and horizontal directions, the vibrational strain signals were decomposed by LMD method, and the signals obtained by LMD were analyzed through the analysis of cycle frequency spectrum and slice spectrum to extract the characteristics of rotor-to-stator rub-impact fault.The results demonstrate that LMD can effectively decompose the vibration strain signals of elastic supports.Both the cycle frequency spectrum of the first production function (PF) component and the slice spectrum of each PF component for the elastic supporter vibration strain signals can extract rotor-tostator rub-impact fault characteristic frequencies.The validity of the proposed method in the identification and diagnosis of the rotor-to-stator rub-impact fault was verified by the disassembly and inspection results of the impeller blades.%为了提取压气机转静子的碰摩故障特征, 提出一种基于弹性支承振动应变信号的局部均值分解 (LMD) 谱分析方法.该方法通过在转子系统弹性支承垂直和水平方向的弹条上粘贴应变片, 获取转子系统在工作过程中的振动应变信号, 通过对振动应变信号进行LMD分解, 并对LMD分解所得信号进行循环频率谱和切片谱分析, 从而获得碰摩故障特征.分析结果表明:LMD可以对弹性支承振动应变信号进行有效分解;弹性支承振动应变信号经LMD分解得到第1个PF (Production function) 分量的循环频率谱和各PF分量的切片谱均可提取转静子的碰摩故障特征频率.叶轮叶片的分解检查结果验证了该方法对转静子碰摩故障识别与诊断的有效性.

摘要： 为解决传统轴承碰摩故障检测方法存在检测精度较低的问题,提出一种基于图谱特征分析和模糊聚类的双盘机械悬臂转子轴承碰摩故障检测方法.采集双盘机械悬臂转子轴承碰摩故障检测的数据,利用高阶统计信号分析方法构建数据样本分析模型;采用功率谱特征提取方法对采样的轴承故障数据进行故障异常特征检测,提取故障特征图谱;采用模糊C均值聚类分析方法对故障特征图谱进行故障分类识别;结合多元线性融合方法分析双盘机械悬臂转子轴承碰摩故障因子,引入相关性图谱分析方法,完成故障检测.仿真结果表明:该方法故障检测精度较高,平均可达到98％,且稳定性较好,具有一定的应用价值.

摘要： 碰摩故障是汽轮发电机组的常发故障,本文在以往汽轮机转子与轴封碰摩的研究基础上,利用FMEA(故障模式和效应分析)与FTA(故障树分析)相结合的方法,从机组轴封段的结构、碰摩故障特征及碰摩故障原因三方面进行汽轮机转子与轴封碰摩故障的详细分析.其结果为大型汽轮发电机组安全运行提供了技术参考与借鉴依据,同时为汽轮发电机组碰摩故障智能诊断系统的知识库构建奠定基础.

摘要： 中小型航空发动机大都采用带挤压油膜阻尼器的鼠笼弹性支承结构,阐述一种在弹性支承弹条根部粘贴应变计,通过支板和机匣引出应变计感受的交变振动应力信号,获取高速转子系统工作过程中振动信号的测试技术.通过监测弹性支承应力诊断高速转子系统碰摩故障的事例,论证该测试技术是监测转子振动的一种有效方式.

摘要： 建立了转子碰摩的动力学模型,讨论分析了不同的转子与定子间隙情况下各阶NOFRF值的变化情况.仿真结果表明,利用NOFRF对碰摩故障的敏感性不仅能及时发现早期碰摩故障是否存在,而且还能区分转子碰摩的严重程度.

摘要： 本文对转子系统的典型局部碰摩故障进行了模拟试验,研究转子不同碰摩部位与传感器观测点的相关性,分析结果表明,碰摩故障的诊断与观测点的选取有关,不同观测点对同一碰摩部位的诊断结果存在较大差异性.采用全矢谱分析方法对转子同一截面不同观测点的碰摩故障信息进行数据融合,提取出转子碰摩故障的振动强度,并通过对全矢幅值谱在不同转速下分布特点的分析,表明不同碰摩部位在1倍频处的特征一致性,以及2倍频处的特征差异性,其分布特点不仅可以有效地诊断出转子的碰摩故障,而且对耦合故障的分离及转子碰摩部位的识别提供一定的参考依据.

摘要： 多故障转子动力学是当下研究的热点问题.建立含裂纹和碰摩故障转子的非线性动力学模型,考虑了裂纹轴时变刚度、碰摩力、轴承油膜力等非线性因素,应用数值积分方法进行求解,结合分岔图、最大Lyapunov指数(LLE)曲线图、Poincare截面图和轴心轨迹图,分析了转速和裂纹深度的变化对系统振动响应、稳定性的影响,发现该类系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动及混沌运动等丰富的非线性现象.结果表明:系统失稳转速随裂纹深度增加而提高,而进入拟周期、混沌等运动的临界转速提前;另外,在高转速区,随裂纹深度的增加,系统响应由拟周期运动演变为混沌和多周期运动交替出现.

摘要： 为分析航空发动机篦齿封严结构在碰摩故障下的动力学响应,建立一种带有篦齿的薄壁旋转圆柱壳的简化模型,并通过有限元参数壳单元建立考虑离心力的运动学方程,数值计算无外力和有碰摩力两种情况下的位移响应,并得到碰摩过程中篦齿圈所受的径向力大小.主要结论有:(1)无外力作用时旋转薄壁圆柱壳的振动特性主要由初始振型决定.(2)碰摩存在时,系统响应的规律取决于碰摩参数,若碰摩刚度和结构刚度相比较低,则壳体上的位移响应具有周期性;若碰摩刚度较大,则响应出现复杂的变化,同时碰摩的过程会改变结构的刚度,从而影响主频大小.

摘要： 本文针对中石化海南炼油化工有限公司国内首套国产化60万t/a对二甲苯装置的异构化循环氢压缩机组在装置开车期间汽轮机转子振动超高,被迫停机的故障情况,结合机组状态监测系统,进行了认真分析,诊断结果为汽轮机转子发生了热弯曲故障.对汽轮机进行了拆检,在对汽轮机的蒸汽进气室等进行梳齿密封更换处理后,有针对性地在开机过程中采取了切实有效的措施,解决了汽轮机转子由于操作不当而引起的热弯曲问题,汽轮机转子的热弯曲得到有效恢复,取得了良好的效果.

摘要： 本文针对中石化海南炼油化工有限公司国内首套国产化60万t/a对二甲苯装置的异构化循环氢压缩机组在装置开车期间汽轮机转子振动超高,被迫停机的故障情况,结合机组状态监测系统,进行了认真分析,诊断结果为汽轮机转子发生了热弯曲故障.对汽轮机进行了拆检,在对汽轮机的蒸汽进气室等进行梳齿密封更换处理后,有针对性地在开机过程中采取了切实有效的措施,解决了汽轮机转子由于操作不当而引起的热弯曲问题,汽轮机转子的热弯曲得到有效恢复,取得了良好的效果.

摘要： 本文针对中石化海南炼油化工有限公司国内首套国产化60万t/a对二甲苯装置的异构化循环氢压缩机组在装置开车期间汽轮机转子振动超高,被迫停机的故障情况,结合机组状态监测系统,进行了认真分析,诊断结果为汽轮机转子发生了热弯曲故障.对汽轮机进行了拆检,在对汽轮机的蒸汽进气室等进行梳齿密封更换处理后,有针对性地在开机过程中采取了切实有效的措施,解决了汽轮机转子由于操作不当而引起的热弯曲问题,汽轮机转子的热弯曲得到有效恢复,取得了良好的效果.

摘要： 本文针对中石化海南炼油化工有限公司国内首套国产化60万t/a对二甲苯装置的异构化循环氢压缩机组在装置开车期间汽轮机转子振动超高,被迫停机的故障情况,结合机组状态监测系统,进行了认真分析,诊断结果为汽轮机转子发生了热弯曲故障.对汽轮机进行了拆检,在对汽轮机的蒸汽进气室等进行梳齿密封更换处理后,有针对性地在开机过程中采取了切实有效的措施,解决了汽轮机转子由于操作不当而引起的热弯曲问题,汽轮机转子的热弯曲得到有效恢复,取得了良好的效果.

摘要： 本发明的目的在于提供一种基于电涡流位移传感数据的不平衡‑碰摩耦合故障检测方法，以解决碰摩耦合故障中碰摩弱故障漏诊的问题。本发明提供的位移振动信号均方根值RMS能够有效描述振动信号的能量变化，提供的最大信息系数MIC可衡量两个变量之间的关联程度及其噪声水平，所以均方根值RMS和最大信息系数MIC数值分布与其它参数相比，为不平衡‑碰摩耦合故障异常表现的离群点，建立以均方根值RMS和最大信息系数MIC为多元参数的离群点检测模型。该方法有利于从多种故障类型中快速、准确识别不平衡‑碰摩耦合故障。

摘要： 本发明公开了一种碰摩力可测的气动碰摩装置，包括碰摩系统和气动系统。碰摩系统包括碰摩气缸和活塞杆。碰摩气缸一端设有气缸座，另一端设有气缸盖。活塞杆的一端连接活塞，另一端安装内部含力传感器的碰摩头，碰摩气缸内设有气缸中盖，从而将气缸内分为气缸储能腔、活塞腔和活塞杆腔，气缸座上设有通向气缸储能腔的进出气口，气缸盖上设有通向活塞杆腔的进出气口。碰摩头根据不同碰摩情况有不同形状、不同材质。气动系统是一个三位五通中封式电磁换向阀。本发明可以实现模拟高低压轴发生单点碰摩、局部碰摩，同时可以更换碰摩头的材质，研究不同材质下的碰摩特征。本碰摩装置结构及安装维护简单，调节容易，可靠性高，使用寿命长。

摘要： 一种航空发动机实验器碰摩装置及碰摩实验方法。本发明中，将碰摩机匣设计为自振频率可调、支承刚度可调的拉杆式弹性机匣，前机匣通过拉杆和后机匣连接，后机匣通过螺栓与支座连接。通过改变拉杆数量可以调节机匣的支承刚度和自振频率，通过增大不平衡量，使转子机匣碰撞，完成碰摩实验。本发明具有结构简单、操作性好的特点，能够重复使用，具有良好的经济性，能够有效多次的进行碰摩试验，为航空发动机碰摩实验研究提供了关键性技术，是实验研究航空发动机转静碰摩问题，总结碰摩特征、碰摩规律和碰摩形式的重要途径。

摘要： 本实用新型公开了一种碰摩力可测的气动碰摩装置，包括碰摩系统和气动系统。碰摩系统包括碰摩气缸和活塞杆。碰摩气缸一端设有气缸座，另一端设有气缸盖。活塞杆的一端连接活塞，另一端安装内部含力传感器的碰摩头，碰摩气缸内设有气缸中盖，从而将气缸内分为气缸储能腔、活塞腔和活塞杆腔，气缸座上设有通向气缸储能腔的进出气口，气缸盖上设有通向活塞杆腔的进出气口。碰摩头根据不同碰摩情况有不同形状、不同材质。气动系统是一个三位五通中封式电磁换向阀。本实用新型可以实现模拟高低压轴发生单点碰摩、局部碰摩，同时可以更换碰摩头的材质，研究不同材质下的碰摩特征。本碰摩装置结构及安装维护简单，调节容易，可靠性高，使用寿命长。

摘要： 本发明公开了一种多级叶盘转子热弯曲引发碰摩故障的模拟装置，包括底座、驱动电机、电机支架、联轴器、轴承支座、碰摩壳体、多级叶盘、夹具、空心转轴、加热器、固定架、测试单元；电机支架、轴承支座、夹具、固定架均设置在底座上；所述驱动电机固定在电机支架上，驱动电机输出轴通过联轴器与空心转轴一端相连；空心转轴两端通过轴承支座支撑；空心转轴上固定有多级叶盘；碰摩壳体固定在L型夹具上；加热器一端固定在固定架上，另一端伸入空心转轴内，并对应多级叶盘的位置。本装置可实现多级叶盘转子热弯曲引发碰摩故障的模拟，具有转子的热弯曲调试过程简单与安全、多级叶盘级数可调、碰摩间隙可调以及易于更换碰摩破损构件等特点。

摘要： 本发明属于转定子系统机械模拟技术领域，尤其涉及一种叶片和机匣系统在碰摩故障下的力学特性分析方法。该方法包括如下步骤：A1、对叶片进行离散化，获得叶片的梁单元模型和叶片的弹簧单元模型；A2、对机匣进行离散化，获得机匣的梁单元模型；A3、基于所述叶片的梁单元模型、叶片的弹簧单元模型和机匣的梁单元模型，构建叶片和机匣系统的有限元模型；A4、基于接触算法，并结合所述构建叶片和机匣系统的有限元模型，得到碰摩故障下的叶片和机匣系统的有限元模型；A5、对所述碰摩故障下的叶片和机匣系统的有限元模型进行降维处理，获得叶片和机匣系统的力学特性。该分析方法考虑了叶片根部的弹性支撑问题，得到的力学特性更为准确。

摘要： 一种应用于旋转机械的碰摩故障模拟试验装置与控制方法，属于转子碰摩试验设备领域，本发明为了解决现有碰摩试验装置不易控制碰摩力的大小，且安全系数低，容易造成转子轴变形的问题。包括支架、导向筒、碰摩杆、转杆、T形杆、第一线圈和第二线圈。碰摩杆滑动设置在导向筒内，第一线圈缠绕在竖杆上，竖杆为软磁材料制成的竖杆，第一线圈与竖杆构成了电磁铁结构，第一线圈通电，使竖杆产生电磁吸力，转杆为磁性材料制成的杆，转杆受到竖杆的电磁吸力绕铰接轴转动，带动碰摩杆向上滑动与待试验转轴发生碰摩，转杆依靠电磁吸力吸附在竖杆上而非固定刚性连接，当碰摩冲击力过大时，碰摩杆向转杆传递力使转杆脱离竖杆的吸引，得以对转子起到保护。

摘要： 本发明公开了一种基于静电监测的转子‑静子碰摩及吞砂故障模拟实验台，属于航空发动机状态监测及故障诊断领域。其搭建成本低廉，安全可控且易于操作，将静电传感器与压力监测、温度监测等监测技术相结合，进而基于信号处理的时频域分析方法分析故障起电机理并寻找不同故障类型的信号特征，有助于推进航空发动机静电监测技术的机载化应用进程。包括转子‑静子碰摩颗粒物发生装置、吞砂颗粒物注入装置、多源状态监测系统、气流管路以及风源。本发明利用高速旋转的砂轮和固定金属板之间的切削作用模拟转子‑静子碰摩，属于接触面碰摩方式，比传统的拧紧螺钉这类的点状碰摩形式更为接近和符合航空发动机气路中碰摩故障的真实情况。

摘要： 本申请公开了一种用于发动机碰摩故障模拟试验的碰摩体，属于发动机试验技术领域。所述碰摩体包括拉紧螺栓(1)、导引套筒(2)以及碰摩块组件，导引套筒(2)滑动设置在发动机的机匣安装孔内，以连通机匣内外，且导引套筒(2)具有通孔；拉紧螺栓(1)的螺杆设置在导引套筒的通孔内，螺帽伸出导引套筒(2)外；碰摩块组件，设置有凸台，凸台具有被配置成能够沿周向卡接在导引套筒(2)通孔内的外形，凸台还具有沿轴向设置的螺纹孔，以适配连接拉紧螺栓(1)的螺杆，通过在机匣外转动拉紧螺栓(1)的螺帽，将碰摩块组件固定在导引套筒的位于机匣内的端部。本实用新型可根据试验需求更换不同形状、不同材料的碰摩块，结构简单，拆装方便。

摘要： 一种基于电磁技术的旋转机械碰摩故障试验装置，属于转子碰摩试验设备领域，本实用新型为了解决现有碰摩试验装置不易控制碰摩力的大小，容易造成转子轴变形的问题。包括支架、碰摩杆、转杆、吸力拐臂和线圈。碰摩杆滑动设置在左横梁和右横梁之间，线圈缠绕在竖杆上，竖杆为软磁材料杆，线圈与竖杆构成电磁铁结构，对线圈通电，使竖杆产生电磁吸力，转杆为磁性材料杆，转杆受到竖杆的电磁吸力绕铰接轴转动，转杆带动碰摩杆向上滑动与待试验转轴发生碰摩，转杆依靠电磁吸力吸附在竖杆上而非固定刚性连接，当碰摩冲击力过大时，碰摩杆向转杆传递向下的力，使转杆脱离竖杆的电磁吸引，得以对转轴起到保护。