A Diagnosis Method of Vibration Fault of a Steam Turbine Based on Information Entropy and Grey Correlation Analysis

The vibration fault, one of the common faults in the steam turbine generator unit, brings great damage to the production and the running process. It is well known that the information entropy is to describe the degree of indeterminacy of the system, so the information entropy can be used to measure Despite its efficiency, one kind of information entropy is just enabled to identify make up for this limitation, based on nalysis was studied for vibration fault the vibration condition of the unit. certain part of the faults. In order to the faulty signals collected from the rotor test platform, the grey correlation adiagnosis of steam turbine shafting in this paper. The reference faulty matrix and the calculation model of grey correlation degree was established based on three kinds of information entropy. The analysis shows that grey correlation analysis is a useful method for fault diagnosis of shafting and can be used as a quantitative index for fault diagnosis.

内燃机曲轴角振动诊断的单谐次准刚体模型

针对目前用于曲轴角振动诊断的刚体和弹性动力学模型的局限,利用简谐角振动的正交性,从单谐次的角度,提出了“单谐次准刚体模型”,讨论了满足“单谐次准刚体模型”条件的两种情况,建立了既准确又简便实用的角振动简谐诊断动力学模型。根据“单谐次准刚体模型”和简化后的基本关系式,可建立一套适用广泛、诊断准确、简便实用且不依赖轴系结构参数或大量实验的内燃机曲轴角振动简谐诊断新方法,简化了基于曲轴角振动的内燃机工作状态监测、停缸号诊断、故障缸功率损失率诊断和漏气缸位诊断方法。

轴系扭振诱发的车内异响诊断及优化

针对某涡轮增压轿车在加速过程中出现320~470Hz异响问题进行诊断与优化。首先,对异响特性及源头进行诊断,按照一般整车异响诊断流程,依次进行了基本的声振测试、机舱内声强测试以及燃烧测试,发现异响源自发动机且为整体扩散式异响,排除了燃烧激励起异响的可能性之后,判断异响由轴系振动引起;然后,进行小惯量扭振减振器(torsional vibration damping,简称TVD)的轴系扭振测试来验证异响与扭振的关系,时频图上显示异响频段内扭角特性与异响十分相似,断定异响源自轴系扭振;最后,针对装配大惯量TVD条件下的轴系进行扭振仿真计算,350Hz对一阶扭转模态具有最优的减振效果。依照仿真结果重新设计TVD进行试验,结果显示车内噪声异响频段内幅值衰减明显,主观评价"咕噜"音消失。本研究对于主流轿车的车内异响诊断和优化都具有着重要的指导意义。

一种新的转子碰摩故障诊断特征的研究

建立Jeffcott碰摩转子的弯扭耦合振动非线性微分方程 ,通过数值仿真手段 ,着重分析转子碰摩故障的扭振时频域特点及其非线性振动特性 ,并描述动静间隙对碰摩转子扭振非线性特性的影响。研究表明 ,转子碰摩激起丰富的扭振频谱信息 ,主要包括N/2X、N/3X等分频成分以及 1X、2X等倍频成分 ,且分频幅值往往比倍频大许多。在一定转速范围内 ,周期运动与复杂的非线性运动交替出现。而动静间隙对转子扭振特性影响明显 ,动静间隙越小 ,转子动静碰摩越严重 ,频谱成分越丰富 ,运动形式更趋复杂 ,相应的各复杂运动区的范围也越宽。

一种扭振测量新方法及其在故障诊断中的应用

提出了对 A/ D采样信号进行拟合的扭转振动测量新方法 ,介绍了新方法的基本原理 ,开发了相应的虚拟仪器 ,并利用仪器所测得的曲轴扭振信号 0 .5谐次分量对内燃机故障缸进行了诊断。以 6 135 ZG柴油机为对象 ,实验验证了该方法的实用性和准确性。

利用简谐扭振幅值诊断内燃机故障缸功率损失

依据内燃机曲轴扭转振动的基本理论 ,提出了一种利用实测曲轴扭振信号单谐次分量的幅值诊断内燃机故障缸功率损失的新方法 ,该方法能简便地估算出故障缸的停缸率。讨论了引起曲轴扭转振动的激振力矩 ,给出了简谐扭转振动角位移与对应简谐力矩的关系式。以某 6 135柴油机为对象进行了仿真计算和实验分析。研究结果表明 ,利用 0 .5谐次扭振位移幅值可以判断出内燃机故障缸的停缸率 。

基于无传感器检测方法的机械系统扭振试验研究

为了研究无传感器检测方法用于机械系统扭转振动检测的机理及效果,建立了一个由感应电动机驱动,以直流发电机为负载的轴系扭振模拟试验台。通过控制发电机负载回路的快速通断产生轴系扭转振动,利用Hilbert变换包络谱提取电流信号中的故障信息,并与电涡流位移传感器拾取的横向振动信号进行了比较。试验和分析结果表明,电机驱动设备的机械故障信息主要以扭转振动方式耦合到定子电流中,相对于横向振动检测,无传感器检测方法更适合机械系统的扭转振动故障检测与诊断。

基于扭振信号的齿轮故障诊断研究

在分析了齿轮啮合扭振的基础上提出了利用轴系扭振信号进行齿轮诊断的方法，试验结果表明扭振信号受环境噪声影响小、对故障敏感，作为齿轮早期故障诊断信息来源的扭振信号优于传统的箱体振动信号；还介绍了一种适用于状态监测的扭振测试方法。

基于曲轴扭振诊断内燃机各缸作功状况

提出依据实测曲轴某一个惯量的扭转振动 ,反算各缸的平均有效压力 ,藉以诊断多缸内燃机各缸作功状况。用子空间法找出各缸平均有效压力与测点扭振角度间的传递关系 ,再用最小二乘法求解矛盾方程 ,进而得到各缸的平均有效压力。在 6 135柴油机上验证了所采用方法的正确性。

汽轮发电机组扭振监测与远程诊断系统

介绍了一种分布式汽轮发电机组扭振监测与远程诊断系统。在阐述系统总体设计方案的基础上 ,分析了该系统的基本构成、主要功能、实现方法及关键技术。该系统集数据采集、状态监测、故障诊断、计算机网络与通信等技术于一体 ,对开发各种设备状态监测与远程诊断系统具有一定指导意义。

应用轴系扭振特性的内燃机工作状态研究

应用扭振理论分析扭振参数与内燃机工作状态之间的因果关系 ,说明利用扭振特征参数能诊断内燃机的工作状态。从实际测试和理论仿真的结果证明了能够运用扭振特征参数诊断内燃机的工作状态。并对分析扭振参数的两种方法进行了比较 ,说明引进合理的分析参数的方法对诊断效果更加明显。应用轴系扭振特性诊断内燃机工作状态是一种有效的。

Hilbert解调技术在柴油机失火故障诊断中的应用

扭振可以看作是柴油机曲轴匀速转动的相位调制,通过希尔伯特解调技术对其曲轴扭振产生的调幅、调相制脉冲进行解调,能准确分离出扭振的全过程,分析可得正常、故障工作状态下柴油机的扭振相位信号,进而判断柴油机失火故障现象。实验证明该方法简单易行,诊断可靠,仅从曲轴瞬时转速的幅值上就能对柴油机某缸的熄火故障以及柴油机各缸做功的不均匀性做出准确诊断,说明Hilbert解调技术在柴油机失火故障诊断中的应用是行之有效的。

基于0.5谐次扭振的内燃机故障诊断研究

依据内燃机轴系测点扭振与各缸激振力矩的关系式,利用0.5谐次扭振的幅值与相位特性,进行内燃机各缸作功状态监测和拉缸故障诊断。以6135柴油机为对象的应用研究验证利用0.5谐次扭振确定故障阈值方法的实用性和诊断准确性。对6240柴油机的实例分析表明,不仅可以利用0.5谐次扭振相位角准确判断出内燃机拉缸缸号,还可利用其幅值反映拉缸故障程度。因此,利用0.5谐次扭振对内燃机进行一级诊断和三级诊断具有较强的工程应用价值。

内燃机气体激振力矩相位特性与应用

通过仿真计算研究了内燃机激振力矩简谐分量的相位特性,并分析了简谐力矩相位对扭转振动计算结果的影响和激振力矩简谐分量与曲轴扭转振动简谐分量相位特性的关系.结果表明:简谐力矩相位对扭转振动计算结果的影响较大,进行曲轴扭转振动计算时必须考虑激振力矩相位;用简谐扭转振动相位诊断故障缸方法是可行的.

智能化故障诊断系统的研究与开发

基于神经网络轴系智能化故障诊断系统的开发技术 ,讨论了BP神经网络和自组织神经网络在轴系故障诊断中的应用特点 ,提出以PC为核心的扭振信号采集处理和标准样本的建立方法 ,介绍诊断系统的软件结构、模块功能、混合编程与接口技术、诊断流程和软件特点。实际应用表明 。

柴油机扭转振动诊断综述

主要列举了现今用于柴油机扭转振动诊断的几种具有代表性的方法 ,并分析了各方法的优缺点。

带有裂纹轴的齿轮耦合系统的扭转振动特性

建立了从动齿轮轴带有开裂纹的啮合型齿轮耦合系统动力学模型·对齿轮系统的啮合刚度、传动误差和节线冲击等主要参数进行了讨论·研究了齿轮耦合条件下裂纹轴(从动齿轮轴)和无裂纹轴(主动齿轮轴)的扭转振动特性·基于齿轮系统参数众多的特点,以传动比为主线,研究了两齿轮轴扭转振动特性与裂纹深度、转速和传动比之间的关系·分析结果表明,频率为旋转频率2倍和4倍的谐波成分是带裂纹齿轮轴扭转振动的主要特性,传动比和转速是影响裂纹引发振动的能量及其在两齿轮轴上分布情况的主要参数·

次同步谐振下机组轴系弯扭振动信号分析

分析了次同步谐振下机电扭振互作用的原因。针对现场难以实现的困难,提出并设计了汽轮发电机组模拟系统的次同步谐振试验,并将HHT应用到次同步谐振下的机组弯扭振动的信号分析。Hilbert谱图定量刻画了次同步谐振下轴系弯扭振动的快速发展过程,直观准确地表现了弯扭信号的本质特征。分析表明,次同步谐振下轴系的弯振和扭振是相互影响、相互作用的,发现扭振有抑制轴系复杂频率振动的能力。当次同步谐振的扭振发生时,扭振含有的丰富频率成分发生了变化,并且弯振的二倍频消失。

裂纹转子弯扭耦合振动的理论研究

以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程 ,并用数值方法分析了该转子系统的动力响应 .结果表明 :弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的 ,不平衡偏心较大时 ,扭转对弯曲振动的影响主要体现在高转速部分 ,且随裂纹深度的增加 ,受影响的转速下限降低 .当裂纹较深、转速较高时 ,扭转对弯曲振动有明显的影响 ,使频谱图和轴心轨迹都发生较大的变化 ,且对转速的变化极为敏感 .

诊断内燃机各缸作功均匀性的曲轴简谐扭振反算法

简要介绍了各种诊断内燃机各缸作功均匀性的方法及其局限性;依据内燃机动力学的基本理论,提出了一种利用轴系一个惯量的扭振信号多谐次分量反算内燃机各缸作功均匀性的新方法;详细推导和说明了该方法的基本原理;以某6L 240柴油机为对象,进行了选用3个谐次的扭振简谐分量准确反算出各缸作功均匀性的仿真研究。理论分析和仿真研究表明,新方法只需以各缸停缸实验得到的扭振幅频特性参数为基础,利用一个惯量的扭振信号多谐次分量就可反算出内燃机各缸平均有效压力。方法简便准确,既不依靠轴系结构参数等较难获得的先验知识,又适用于内燃机轴系存在扭振的情况。