基于聲壓-振動的渦輪轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)故障診斷與評價.pdf

1、渦輪增壓器具有節(jié)能與環(huán)保的優(yōu)點，因此在工程實踐中的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于設(shè)備材料性能、設(shè)計加工等種種原因，經(jīng)常出現(xiàn)不對中、不平衡和油膜振蕩等現(xiàn)象，會影響系統(tǒng)正常工作，產(chǎn)生過多的噪聲污染，甚至可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，造成損失。根據(jù)旋轉(zhuǎn)機械關(guān)鍵設(shè)備安全運行的保障水平和預(yù)知維護的需求，以及現(xiàn)代測控技術(shù)教育部重點實驗室的主要研究領(lǐng)域，本文以渦輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象，開展基于聲壓-振動的渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷方法研究，主要研究工作包括:

2、　　1)進行了渦輪轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)非線性動特性研究?；诹黧w動力學(xué)、湍流模型和流固耦合理論，建立了葉輪三維實體模型，設(shè)定了流固耦合邊界條件，分析了渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不同轉(zhuǎn)速和相應(yīng)壓力條件下的流場特性，得到了流固耦合條件下的葉輪壓力、應(yīng)變等分布特性。結(jié)果表明:不同轉(zhuǎn)速和流體場工作條件，會影響系統(tǒng)的固有屬性（固有頻率以及振型等），導(dǎo)致系統(tǒng)聲場分布發(fā)生變化，甚至引起系統(tǒng)失穩(wěn)等。
　　2)進行了基于聲壓-振動的渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷方法研究。在分析聲

3、壓信號的A計權(quán)修正、主觀聲壓評價，振動信號的振動烈度和中值頻率特性、互功率譜分析、振動相圖分形維數(shù)后，將聲壓和振動信號進行信息融合，實現(xiàn)了對渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運行過程的狀態(tài)分析。結(jié)果表明，該方法能夠更加細致地分析渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運行狀態(tài)及故障診斷，有利于提高狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷智能化程度。
　　3)進行了渦輪轉(zhuǎn)子故障診斷系統(tǒng)構(gòu)建與研究。運用設(shè)計模式思想構(gòu)建了渦輪轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng);實現(xiàn)實時采集存儲聲壓、振動等信號，能完成恒定轉(zhuǎn)速下單組數(shù)

4、據(jù)和不同轉(zhuǎn)速下多組數(shù)據(jù)診斷分析，包括時域分析、功率譜分析、中值頻率分析、互功率譜分析、瀑布圖分析、轉(zhuǎn)速分析、主觀聲壓評價以及基于聲壓-振動信息融合的總體工作狀態(tài)評價和報告生成等功能。
　　4)開展了相關(guān)試驗研究。對渦輪轉(zhuǎn)子進行40000-90000rpm轉(zhuǎn)速條件下數(shù)據(jù)采集與分析，進行相關(guān)理論與方法的驗證。結(jié)果表明，通過基于聲壓-振動建立的渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷能準確真實地反映系統(tǒng)運行狀態(tài)，并且在某種程度上實現(xiàn)渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的檢測與分析