Simulation Research on Oil Whirl Fault in a High-speed Rotor-bearing System

Under the sliding bearing support for the rotor-bearing system, the dynamic model of a rotor-bearing system is established under the action of non-linear oil film force. The rotor-bearing system has been studied by the application of nonlinear dynamics theory, and the system＇s response was obtained by the numerical integration approach. The effects of eccentricity, speed, lubricant viscosity, radius gap, bearing length and journal radius on the system＇s response have been studied by using an amplitude-frequency curve, three-dimensional spectrum and bifurcation, which provides a theoretical basis for the diagnosis of the oil whirl fault effectively in the rotor-bearing system supported by a sliding bearing.

某57MW汽轮发电机组油膜涡动问题分析与处理

油膜涡动是汽轮机常见故障之一,在运行时发生涡动会对设备造成一定损伤。本文以57MW汽轮发电机组为例,阐述机组在A修后发生#3轴承振动异常上升现象,通过分析振动特征数据、运行调整实验,准确判断出油膜涡动故障。通过轴瓦修刮、中心调整,提高轴承稳定能力,维持合适的油膜厚度,最终消除油膜涡动故障,保障了汽轮发电机组的稳定运行。

二氧化碳压缩机增速箱异常跳车原因分析及对策

在开车过程中,甲醇装置二氧化碳压缩机增速箱低速轴驱动端轴承振动异常,造成机组连锁跳车。从轴承系统装配数据、静电腐蚀、润滑油及频谱图谱等方面进行了分析排查,确认为轴瓦间隙变大,造成轴承系统稳定性变差,启机过程中转子失稳发生油膜涡动,最终导致跳车。

600MW汽轮机1号轴承振动大的原因分析及处理

某火电厂600MW机组汽轮机1号轴承运行中振动超过报警值,分析确认引起轴承振动的主要原因为瓦枕定位销孔与轴承相对位置安装错误。此缺陷较为隐蔽,不易发现,检修中重新加工轴瓦定位销孔,纠正安装方法,彻底解决了1号轴承振动大的问题,为同类机组检修提供了良好的经验借鉴。

四面火墙作用下中心油盘燃烧速率研究

为解决在实际溢油事故处理过程中,油膜、燃料、溢油范围及特征将限制就地燃烧法使用的问题,利用多油池火燃烧试验模拟就地燃烧法现场燃烧速率变化特征。首先,利用火旋风发生装置与多油池火模型建立四面火墙燃烧模型;然后,搭建火焰燃烧试验平台,利用现场试验法研究中心油盘高度、燃料体积(油膜厚度)及相邻火墙间距h对中心油盘燃料燃烧速率的影响,最后对所得数据进行拟合分析,探究燃烧速率变化特征。结果表明:相比于单一油池火燃烧,四面火墙条件下中心油池火火焰燃烧更为剧烈;平均燃烧速率与油盘高度呈负相关,与燃料体积呈正相关,相同条件下油盘高度每增加1倍,平均变化率约减小20%;燃料体积每减少一半,平均燃烧速率约减小25%;相邻火墙间距h=16 cm时对中心油盘燃烧速率的促进作用最强,最大可达32.4%。

大型汽轮发电机组油膜失稳故障研究与分析

汽轮发电机组油膜失稳是现场常见的振动故障,一旦发生将产生严重的后果。通过分析油膜失稳故障案例,总结故障发生的主要原因有外界扰动过大、轴承标高不当、轴承间隙不适、轴承型式不当和润滑油温过低,分析了低频振动频率、振幅变化与运行参数关系及其他相关特征,给出故障处理措施。根据分析结果,提出了油膜失稳故障诊断的依据和预防油膜失稳故障的措施,为汽轮发电机组安全运行提供技术参考与借鉴。

汽轮发电机转子突发性振动问题分析

讨论运行中发电机转子产生突发性振动问题的机理、振动特点和诊断方法,并结合现场的分析处理实例予以阐述。认为突发性振动原因是运行中转子的油膜涡动和匝间短路、线圈膨胀受阻等引起的热不平衡。

高速转子-轴承系统油膜涡动故障仿真研究

针对滑动轴承支撑下的转子轴承系统,建立了非线性油膜力作用下的转子轴承系统的动力学模型。应用非线性动力学理论对该系统进行了研究,应用数值积分方法得到系统的响应,利用幅频曲线、分岔图、三维谱图研究系统响应随偏心距的变化规律。为有效诊断滑动轴承支撑下的转子油膜涡动故障提供了理论依据。

转子系统非稳态油膜力的非线性分析

建立了转子-定子-轴承系统非稳态油膜力的力学模型,分析了该系统随转速变化的时域波形、幅值谱图和轴心轨迹,得出非稳态油膜力与转速变化密切相关的结论,显示了由油膜涡动到油膜振荡的变化过程,为有效诊断转子-定子-轴承系统油膜失稳的故障提供了理论依据。

轴承-转子系统稳定性实验研究

研究了圆轴承非线性油膜力支承下转子系统动力学特性及稳定性,以及不平衡量及轴承参数对稳定性影响规律。结果显示,适当增大转子不平衡量、减小轴承长径比、降低润滑油黏度、减小轴承间隙会提高转子-轴承系统稳定性。对圆轴承支承下转子-轴承系统动力学特性进行了实验研究,给出了系统油膜失稳规律,验证了理论分析结果,同时验证了提出的模型正确。研究结果为油膜失稳故障预测及防范提供参考。

基于HHT的旋转机械故障诊断方法研究

希尔伯特黄变换(Hilbert-HuangTransformation,HHT),是先把一列时间序列数据通过经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD),然后经过希尔伯特变换获得频谱的信号处理新方法。详细地介绍了HHT方法的理论和算法。首先,通过仿真信号把该方法与小波变换(WaveletTransformation,WT)方法进行了比较研究,验证了方法的优越性;然后,把该方法用于旋转机械油膜涡动故障诊断中,研究结果表明:该方法相对传统的分析方法在较低转速区能更早发现油膜涡动故障,说明把基于HHT的时频分析方法用于旋转机械故障诊断是有效的。

旋转机械油膜涡动稳定性特征提取与监测方法

结合经验模式分解(EMD)、随机减量技术(RDT)和遗传算法(GA),提出一种用于旋转机械油膜稳定性在线监测的特征提取方法。用经验模式分解从原始振动信号中分解出与油膜稳定性有关的低频分量,用随机减量技术从该低频分量中提取出自由衰减响应,然后采用遗传算法从自由衰减响应中拟合出系统的阻尼比作为稳定性参数。方法已应用于离心压缩机组油膜稳定性的在线监测,结果表明用本方法提取的特征参数能够有效地反映油膜稳定性状态,可对油膜稳定性裕度进行趋势分析,实现稳定性的在线监测和预报。

某型机组低压转子油膜涡动的分析与处理

某型机组在高负荷时汽轮机低压转子发生了突发性振动现象,降低负荷振动缓慢降低,之后振动瞬间消失,振动持续了十几分钟;在中间负荷变润滑油温度试验过程中再次发生了类似突发性振动故障。振动频谱分析表明,故障轴承主频率是0.376×的低频分量,结合振动特性、机组结构特点、轴承钨金温度、油膜压力和降速过程轴心位置变化,诊断为油膜涡动。在轴承检查无异常的情况下,采取了增加轴承载荷的治理措施,消除了该机组的低频振动故障。

华能海门电厂2号1036MW机组振动故障诊断及处理

针对华能海门电厂2号1 036MW机组试运行过程先后发生油膜涡动、动静碰摩、汽流激振及发电机转子轴振超标等问题,介绍了诊断过程和处理措施。中压转子突发低频振动为油膜涡动所致,动静碰摩造成转子热弯曲也是引起中压转子振幅增大的原因,而高压转子突发振动由汽流激振引起,发电机转子振动为转子轴颈与密封瓦浮动油档的碰摩及浮动油档卡涩所致。所采用的诊断方法和故障处理措施对同型机组的振动故障处理具有参考意义。

非稳态非线性油膜力作用下柔性轴裂纹转子的动力特性分析

分析了在动载轴承非稳态非线性油膜力作用下 ,具有横向裂纹柔性轴Jeffcott转子在非线性涡动影响下的动力特性 .通过数值计算表明 ,在油膜失稳转速前 ,随着裂纹轴刚度变化比的增大 ,系统在低转速区域内具有丰富的非线性动力行为 ,出现倍周期分叉及混沌现象 ,涡动振幅随转速升高而减小 ,直到非稳态非线性油膜失稳 .在无裂纹转子油膜临界失稳点处发现了类Hopf分叉现象 ,系统运动由平衡变为拟周期运动 ;裂纹转子在油膜临界失稳时的系统运动亦为拟周期运动 .裂纹转子轴刚度变化对油膜失稳点及油膜失稳之后转子的运动影响不大 ,转子系统作拟周期运动 .

入口油温偏低导致的机组油膜涡动故障的特征分析

对大机组因润滑油入口温度偏低导致的电机轴承油膜涡动故障实例的系统特征进行了分析。结果表明,润滑油入口油温偏低产生的油膜涡动在电机不同轴承上响应形式不同。不同测点的波形形状、振动峰值、谐波分量均不相同。共同特征是幅值谱中出现约0.4倍频分量且其模值大于1X分量模值和1X分量模值变化不大的现象。

非线性油膜力作用下滑动轴承涡动轨迹及稳定性分析

在考虑油膜惯性力的情况下，推导并求解了短轴承在紊流状态下轴颈运动微分方程，根据油膜力沿轴颈涡动轨迹上的作功大小，提出一种判别轴承稳定性的能量方法，最后通过计算实例，说明了油膜涡动与轴承稳定性的内在联系。

汇流传动齿轮-转子-轴承系统非线性动力学分析

考虑齿侧间隙、传动误差和时变啮合刚度等非线性因素,并同时考虑滑动轴承非线性油膜力和齿轮啮合力的耦合影响,建立了汇流传动齿轮-转子-轴承系统的动力学模型。从转速方面出发,研究了齿轮系统的非线性动态响应,分析了齿轮啮合力和非线性油膜力之间的耦合作用,判断了转速变化下的油膜稳定性。结果表明:随着转速变化,系统表现出周期一运动、周期二运动、拟周期运动,混沌等丰富的动力学特性,并发现了拟周期分岔通向混沌的道路;随着转速升高,非线性啮合力和非线性油膜力先后对系统振动起到主要作用;油膜振动通过半频涡动失去了稳定性。

电动机用可控油膜轴承突发工况下冲击载荷研究

为解决高速调频电动机用油膜轴承在突发工况条件下的油膜振荡和油膜涡动问题,分析了可控径向动压油膜轴承的工作原理,建立了油膜轴承-弹性转子系统的力学模型,研究了控制相位和增益改变对系统突发工况下冲击载荷造成的影响。结果表明:在突发工况下,该可控油膜轴承能够显著减小系统的油膜振荡和涡动。

油膜失稳的非线性振动征兆

基于线性振动理论故障诊断技术 ,当故障系统非线性特征明显时常常造成误诊。滑动轴承支撑的转子系统的油膜失稳故障是最常见的非线性振动故障。本文建立轴承转子系统的非线性振动模型和状态方程 ,应用 Matlab系统的 Rounge- kutta法求状态方程的特征乘数 ,编程求解 L yapunov指数。根据 Floquet理论和 L yapunov指数判定系统运动状态 ,求解一系列参数条件下系统响应的数值解 ,以数值解与状态转迁集所表明的系统状态一致证明状态转迁集可以用于指示系统运动状态 ,指导故障诊断。