一种往复设备轴系振动实验及分析方法技术

本发明专利技术公开了一种往复设备轴系振动实验及分析方法，包括以下步骤：S1，建立标准轴系的对比特征数据库；S2，在待检轴系的工作转速下，得到均方根植峭度指标XRMS1、峰值指标B1及峭度指标K1；S3，将步骤S2得到的XRMS1、B1、K1，与标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的均方根植峭度指标XRMSs、峰值指标Bs及峭度指标Ks进行比较；S4，分析待检轴系是否存在质量不平衡；S5，建立待测轴系的当量模型，并提出轴系减振方案。本发明专利技术提供从检测手段、信号处理以及特征库建立进行分析，为往复设备轴系的不平衡激振和共振区的检测分析指导的一种往复设备轴系振动实验及分析方法。

【技术实现步骤摘要】
一种往复设备轴系振动实验及分析方法
本专利技术涉及往复设备轴系振动检测
更具体地说，本专利技术涉及一种往复设备轴系振动实验及分析方法。
技术介绍
往复设备的轴系振动是非常复杂的，其影响因素很多，如轴系上的不平衡激振力、轴系共振、以及其他因素。轴系往复设备关键的运动部件，剧烈的轴系振动会影响设备性能，甚至造成零部件损坏。轴系振动不仅包括轴的横向振动，还包括轴的扭转振动。对于往复设备，其扭转振动更加隐蔽，难以发现，往往会导致联轴器、轴等断裂。因此，对设备轴系振动分析，评估轴系振动是否符合要求，对于保障往复设备安全、稳定运行具有十分重要的意义。如图1所示，往复设备的两个连杆作用在曲轴销上的力F1及F2，大小相等但不在同一作用线上，形成了一个力偶，该力偶是造成轴系振动的因素之一。此外，如果轴系存在不平衡重量，也会造成往复设备。对于往复设备，其轴系往复重量、附加转盘重量均对轴系固有频率有影响，如果往复设备运行在转速临界区，会导致设备振动非常剧烈。然而，往复设备轴系相对于离心旋转设备更加复杂，目前，通过采集横向振动信号和扭转振动信号来评估轴系状态时，还存在一些局限性。如在轴承6部位测取的振动信号，包含了轴承、曲轴、连杆等的振动信息，从其中提取某个部位的信息非常难，因此，难以定量分析轴系振动因素的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从检测手段、信号处理以及特征库建立进行分析，最终为往复设备轴系的不平衡激振和共振区的检测分析提供指导的一种往复设备轴系振动实验及分析方法。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种往复设备轴系振动实验及分析方法，包括以下步骤：S1，建立标准轴系的对比特征数据库；S2，在待检轴系的工作转速下，对待检轴系进行横向振动信号、扭振信号和扭矩信号的检测，并相应得到均方根植峭度指标XRMS1、峰值指标B1及峭度指标K1；S3，将步骤S2得到的XRMS1、B1、K1，与标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的均方根植峭度指标XRMSs、峰值指标Bs及峭度指标Ks进行比较：若待检轴系的XRMS1、B1、K1均不大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则判定待检轴系的轴系振动正常；若待检轴系的XRMS1、B1、K1中任一项大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则进行步骤S4；S4，分析待检轴系是否存在质量不平衡；若不存在质量不平衡，则进行步骤S5；若存在质量不平衡，则通过在待检轴系上添加配重块，使得其质量平衡并重复步骤S2得到第二次的XRMS2、B2、K2，并与标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks进行比较：若待检轴系的第二次的XRMS2、B2、K2均不大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则判定添加了配重后的待检轴系的轴系振动正常；若待检轴系的第二次的XRMS2、B2、K2中任一项大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则进行步骤S5；S5，建立待测轴系的当量模型，并提出轴系减振方案。优选地，所述步骤S1，具体包括以下步骤：S11，进行标准轴系的安装；S12，在工作转速下，通过在标准轴系上添加不同的配重块，并测得不同情况下的标准轴系的均方根植峭度指标XRMS、峰值指标B及峭度指标K；S13，在不同的M个转速下，重复步骤S12M次；S14，根据步骤S12-S13得到的横向振动信号的均方根值XRMS和峭度指标K，得到相同转速下，不同的配重的标准轴系的分别建立有效值和峭度指标的趋势线，根据不同转速对应的趋势线，则可以组成相应的趋势面；S15，根据步骤S12-S13得到的峰值指标，在相同转速及不同的配重条件下，建立峰值指标的趋势线，根据不同转速对应的趋势线，则可以组成相应的趋势面；S16，根据步骤S12-S13得到的峰值指标，在相同转速及不同的配重条件下，建立脉冲值的趋势线，根据不同转速对应的趋势线，则可以组成相应的趋势面；S17，步骤S14、S15、S16分别得到的趋势面，即为标准轴系的对比特征数据库；其中，所述不同的M个转速从大至小依次为，1*1.2Vs/M，2*1.2Vs/M，3*1.2Vs/M…M*1.2Vs/M，所述M为11、12、13、14、15中任意一个，所述Vs为工作转速。优选地，所述标准轴系包括：电机；曲轴，其输出端与电机的输出轴连接；至少一对十字头，其均通过连杆连接在所述曲轴上，一对所述连杆垂直分布在所述曲轴两侧。优选地，所述步骤S12包括：S121：在所述曲轴的两端对称位置处，分别对应且同时添加/不添加质量m1的第一不平衡块、添加/不添加质量m2第二不平衡块，具体分为以下三种情况：1)同时添加第一不平衡块和第二不平衡块；2)只添加第一不平衡块于其对应位置；3)只添加第二不平衡块于其对应位置；并分别测出上述三种不同情况下的轴系振动数据；其中，m1＝m2＝n1δm2，n1为0、1、2、3…N1中的每一个，表示的是n1为0、1、2、3…N1中的任何一个值的情况时，均需要进行测定轴系振动数据，N1＝10、11、12、13、14、15中任意一个；所述第一不平衡块和第二平衡块均是关于轴非对称的偏心圆盘，δm2＝0.1Kg；所述轴系振动信号包括：横向振动信号、扭振信号和扭矩信号的数据。优选地，所述步骤S12包括：S122：在所述一对十字头的对称位置处，分别对应且同时添加/不添加质量m3的第一配重块、添加/不添加质量m4第二配重块，具体分为以下三种情况：1)同时添加第一配重块和第二配重块；2)只添加第一配重块于其对应位置；3)只添加第二配重块于其对应位置；并分别测出上述三种不同情况下的轴系振动数据；其中，|m3-m4|＝n2δm1，n2为0、1、2、3…N2中的每一个，表示的是n2为0、1、2、3…N2中的任何一个值的情况时，均需要进行测定轴系振动数据，N2＝10、11、12、13、14、15中任意一个；所述第一配重块和第二配重块是关于轴对称的圆盘，δm1＝十字头重量的二十分之一；所述轴系振动信号包括：横向振动信号、扭振信号和扭矩信号的数据。优选地，所述步骤S12包括：S123：在所述一对十字头的对称位置处，分别对应且同时添加/不添加质量m5的第三配重块；具体分为以下三种情况：1)在两处同时添加第三配重块；2)在一处添加第三配重块于其对应位置；3)在另一处添加第三配重块于其对应位置；并分别测出上述三种不同情况下的轴系振动数据；其中，m5＝n3δm1，n3为0、1、2、3…N3中的每一个，表示的是n3为0、1、2、3…N3中的任何一个值的情况时，均需要进行测定轴系振动数据，N3＝10、11、12、13、14、15中任意一个；所述第三配重块是关于轴对称的圆盘，δm1＝十字头重量的二十分之一；所述轴系振动信号包括：横向振动信号、扭振信号和扭矩信号的数据。优选地，所述步骤S12包括：S124：在所述曲轴的两端对称位置处，分别对应且同时添加/不添加质量m6的第四配重块；具体分为以下三种情况：1)在两处同时添加第四配重块；2)在一处添加第四配重块于其对应位置；3)在另一处添加第四配重块于其对应位置；并分别测出上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种往复设备轴系振动实验及分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立标准轴系的对比特征数据库；S2，在待检轴系的工作转速下，对待检轴系进行横向振动信号、扭振信号和扭矩信号的检测，并相应得到均方根植峭度指标XRMS1、峰值指标B1及峭度指标K1；S3，将步骤S2得到的XRMS1、B1、K1，与标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的均方根植峭度指标XRMSs、峰值指标Bs及峭度指标Ks进行比较：若待检轴系的XRMS1、B1、K1均不大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则判定待检轴系的轴系振动正常；若待检轴系的XRMS1、B1、K1中任一项大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则进行步骤S4；S4，分析待检轴系是否存在质量不平衡；若不存在质量不平衡，则进行步骤S5；若存在质量不平衡，则通过在待检轴系上添加配重块，使得其质量平衡并重复步骤S2得到第二次的XRMS2、B2、K2，并与标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks进行比较：若待检轴系的第二次的XRMS2、B2、K2均不大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则判定添加了配重后的待检轴系的轴系振动正常；若待检轴系的第二次的XRMS2、B2、K2中任一项大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则进行步骤S5；S5，建立待测轴系的当量模型，并提出轴系减振方案。...

【技术特征摘要】
1.一种往复设备轴系振动实验及分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立标准轴系的对比特征数据库；S2，在待检轴系的工作转速下，对待检轴系进行横向振动信号、扭振信号和扭矩信号的检测，并相应得到均方根植峭度指标XRMS1、峰值指标B1及峭度指标K1；S3，将步骤S2得到的XRMS1、B1、K1，与标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的均方根植峭度指标XRMSs、峰值指标Bs及峭度指标Ks进行比较：若待检轴系的XRMS1、B1、K1均不大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则判定待检轴系的轴系振动正常；若待检轴系的XRMS1、B1、K1中任一项大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则进行步骤S4；S4，分析待检轴系是否存在质量不平衡；若不存在质量不平衡，则进行步骤S5；若存在质量不平衡，则通过在待检轴系上添加配重块，使得其质量平衡并重复步骤S2得到第二次的XRMS2、B2、K2，并与标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks进行比较：若待检轴系的第二次的XRMS2、B2、K2均不大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则判定添加了配重后的待检轴系的轴系振动正常；若待检轴系的第二次的XRMS2、B2、K2中任一项大于，相应的标准轴系的对比特征数据库内在该工作转速下的XRMSs、Bs、Ks，则进行步骤S5；S5，建立待测轴系的当量模型，并提出轴系减振方案。2.如权利要求1所述的一种往复设备轴系振动实验及分析方法，其特征在于，所述步骤S1，具体包括以下步骤：S11，进行标准轴系的安装；S12，在工作转速下，通过在标准轴系上添加不同的配重块，并测得不同情况下的标准轴系的均方根植峭度指标XRMS、峰值指标B及峭度指标K；S13，在不同的M个转速下，重复步骤S12M次；S14，根据步骤S12-S13得到的横向振动信号的均方根值XRMS和峭度指标K，得到相同转速下，不同的配重的标准轴系的分别建立有效值和峭度指标的趋势线，根据不同转速对应的趋势线，则可以组成相应的趋势面；S15，根据步骤S12-S13得到的峰值指标，在相同转速及不同的配重条件下，建立峰值指标的趋势线，根据不同转速对应的趋势线，则可以组成相应的趋势面；S16，根据步骤S12-S13得到的峰值指标，在相同转速及不同的配重条件下，建立脉冲值的趋势线，根据不同转速对应的趋势线，则可以组成相应的趋势面；S17，步骤S14、S15、S16分别得到的趋势面，即为标准轴系的对比特征数据库；其中，所述不同的M个转速从大至小依次为，1*1.2Vs/M，2*1.2Vs/M，3*1.2Vs/M…M*1.2Vs/M，所述M为11、12、13、14、15中任意一个，所述Vs为工作转速。3.如权利要求2所述的一种往复设备轴系振动实验及分析方法，其特征在于，所述标准轴系包括：电机；曲轴，其输出端与电机的输出轴连接；至少一对十字头，其均通过连杆连接在所述曲轴上，一对所述连杆垂直分布在所述曲轴两侧。4.如权利要求3所述的一种往复设备轴系振动实验及分析方法，其特征在于，所述步骤S12包括：S121：在所述曲轴的两端对称位置处，分别对应且同时添加/不添加质量m1的第一不平衡块、添加/不添加质量m2第二不平衡块，具体分为以下三种情况：1)同时添加第一不平衡块和第二不平衡块；2)只添加第一不平衡块于其对应位置；3)只添加第二不平衡块于其对应位置；并分别测出上述三种不同情况下的轴系振动数据；其中，m1＝m2＝n1δm2，n1为0、1、2、3…N1中的每一个，表示的是n1为0、1、2、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢文青，宋满华，吴刚，钱伟强，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司研究院，中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42