轉(zhuǎn)子碰摩與裂紋故障振動特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)日新月異的發(fā)展，對于機器效率和性能的要求不斷提升，大型旋轉(zhuǎn)機械作為重工業(yè)中常見的設備，其工作轉(zhuǎn)速越來越高，功率也越來越大，機組運行的安全性和可靠性也逐漸被人們所重視。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為大型旋轉(zhuǎn)機械的核心組成部分，其運行性能的好壞直接關系到了整個機組的安全。論文以某轉(zhuǎn)子實驗臺為研究對象，在有限元軟件ANSYS中建立轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分析模型，分別研究了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在碰摩力作用下的振動特性以及裂紋的出現(xiàn)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)固有特性的影響。研究工作對旋轉(zhuǎn)機械

2、的設計和現(xiàn)場故障診斷具有一定的參考價值。
　　首先介紹有限元方法在轉(zhuǎn)子動力學中的應用，推導軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運動微分方程，以轉(zhuǎn)子實驗臺為研究對象，選擇合適單元簡化模型，根據(jù)實際尺寸和材料屬性，在ANSYS中建立動力學計算模型，求解模型的臨界轉(zhuǎn)速與實驗結(jié)果相對比，驗證所建模型的合理性。
　　研究了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在碰摩力作用下的振動特性，主要包括碰摩剛度、摩擦系數(shù)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、碰摩位置發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的摩擦故障特征，結(jié)果表明:隨著碰摩程

3、度加重，頻譜上出現(xiàn)了豐富的高頻、低頻分量，波形圖上的毛刺、尖頂、削波現(xiàn)象更加明顯，軸心軌跡變的紊亂，出現(xiàn)折回、內(nèi)凹、毛刺等典型特征。通過實驗臺做轉(zhuǎn)子碰摩實驗，采集分析不同條件下的振動數(shù)據(jù)，并和仿真結(jié)果進行比較，驗證仿真結(jié)果的正確性。
　　研究了裂紋轉(zhuǎn)子振動的固有特性，主要包括裂紋深度、裂紋位置的不同對固有頻率、固有振型產(chǎn)生的影響，以及陀螺力矩和支承特性對裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的影響。結(jié)果表明:當裂紋位于某階振型節(jié)點附近時，對該階固頻