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目前,在旋转机械的转子-轴承系统研究中,多数研究集中于从理论和模型实验上对故障进行分析。由于现场实际机器的结构、运行环境、操作方法等的复杂性,将理论成果直接应用于现场故障诊治必须经过实际机器的运行检测和现场试验,才有条件对设备故障进行诊治。本文以现场7级次高压泵DG85-80为研究对象,用经典的时域分析、频域分析等信号分析方法与现场试验测试相结合,对旋转机械平稳故障信号与变工况过渡过程非线性故障振动信号分别进行分析研究,对水泵现场测试的正常、气蚀、地脚松动、不对中等振动信号进行分析,并对主动维护模式结合有效的点检与远程诊断技术构造了基于Browser/Server结构模式和Client/Server结构模式相结合的网络化的旋转机械状态监测、诊断系统进行了初步研究。主要包括:
以DG85-80×7泵转子—轴承系统为研究对象,通过Riccati传递矩阵法对多级泵系统进行数值分析并用ANSYS校核,确定了系统转子固有频率、临界转速和转子类型。
以7级次高压泵DG85-80为研究对象,结合现场测试进行信号分析,对23次测试中的12组稳态数据进行分析,通过时域波形、幅值谱、功率谱密度、位移峰峰值、通频振幅和轴心轨迹图研究了水泵系统转子在正常状态的设计点、大流量、小流量情况下的稳态响应与振动特征。讨论了系统在气蚀、地脚松动、不对中等故障的稳态响应与振动特征变化。
以7级次高压泵DG85-80为研究对象,结合现场测试,运用了时域波形峰值趋势曲线和三维谱图对转子现场采集的正常泵起机过程,地脚松动故障停机过程,不对中故障起停机过程和正常泵由小流量54m3/h到大流量108m3/h过渡过程,由正常泵大流量产生气蚀故障过渡过程,由气蚀故障恢复到设计点位置过渡过程等实测非平稳振动数据进行分析,完整地表达了各状态下起停机过程的全部特征信息。
本文引入了主动维护模式结合有效的点检与远程诊断技术构造了基于Browser/Server结构模式和Client/Server结构模式相结合的网络化的旋转机械状态监测、诊断系统思想。实现了从数据采集、实时数据库存储到Browser/Server的在线分析与诊断专家系统的部分功能。运用这些技术,进一步提高了旋转机械状态测试、监测与诊断的可靠性、准确性和高效性,促进了智能监测分析诊断技术的进一步发展。
(本文工作得到了国家自然科学基金项目(编号:50275024)和863计划项目(编号:2002AA118030)资助。)