服役前的离心压缩机转子故障检测方法研究

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当前,对离心压缩机转子的故障诊断与检测主要是在线的故障诊断与监测,分析其在工作状态下的运行特征、故障特点和故障根源。但是在工程实际中发现,仅仅对转子系统在线监测还是不够的,转子系统服役周期的每个阶段运行的好坏都会影响其整个寿命。因此,研究离心压缩机转子系统全寿命周期故障诊断与检测方法具有重要意义。对其全生命周期的理解,可定性的划分为5个阶段,即服役前期(设计制造和试运行期)、服役早期(磨合期)、服役健壮期(满负荷运行期)、服役衰老期(寿命剩余期)、退役期(报废回收期)。  本文主要对服役前期转子系统的故障检测方法进行探讨。服役前的故障有两方面的意义,一是设计故障、零部件的缺陷、加工误差或者潜在故障;二是零部件的误差或材质不均匀会使转子试运行和磨合期产生微弱故障。  基于设计的故障检测方法主要是对设计方法的检验和设计质量评估,根本目的就是,通过诊断检验来发掘设计方法中存在的问题,进而对原设计方法提出改进意见或建议,使转子系统的设计质量达到更高的要求。另外,对设计的理论几何模型进行有限元分析和仿真模拟检测,通过模态分析、谐响应分析以及瞬态分析,对转子所受外界激励参数:电机转动对转子的激振频率、转子的固有频率、转子的临界转速以及齿轮啮合的振动频率等的模拟诊断与检测,目的就是让转子在实际的工作中,避开激励频率下的固有振动频率,确保转子使用安全。  对于转子系统加工制造阶段的故障检测主要包括:转子材料缺陷的检测,制造误差的检测以及转子动平衡的检测等,主要是检测孕育期转子潜在故障,排除由于零部件的故障而产生转子系统的原始故障。  试运行阶段,是转子服役前期的最后阶段,当转子系统装配完成后,仍然要对转子系统进行故障检测与分析,这时的转子系统很有可能会出现一些微弱故障。针对故障信号的这个特点,本文建立不对中模型,并对其轴心轨迹加工厂模拟噪声,然后采用小波分析法来提去微弱故障信号中的轴心轨迹。
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