一种识别支承各向异性的转子轴上裂纹的方法技术

本发明专利技术涉及一种识别支承各向异性的转子轴上裂纹的方法。利用转子运动的一阶正进动量和一阶反进动量构造转子进动比函数（包括进动比函数的幅值和相位），利用进动比函数可在支承各向异性的情况下，将裂纹故障与转子不平衡以及其它故障区分开，并加以识别，从而提高裂纹识别的可靠性。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。德国专利D E4229340公开了一种识别转轴裂纹的方法，即利用转轴运动中的第一阶反进动量来识别裂纹，从而可将裂纹故障与其它故障区分开。但这一方法只适用于支承各向同性的转子轴。实际上，大部分转子的支承，例如汽轮机、压缩机、鼓风机所用的带油膜滑动轴承或者航空发动机的支承系统等，都是各向异性的。对于此类转子，即使转轴上无裂纹，在转子运动中也出现第一阶反进动量，并且它随转子不平衡量变化而变化。因此，利用专利D E4229340公开的方法难以识别支承各向异性转子轴上的裂纹。本专利技术的目的在于克服现有方法的不足之处，提供一种识别支承各向异性的转子轴上裂纹的新方法。本专利技术的方案是，构造一个转子运动的进动比函数。它为转轴运动的第一阶反进动量与转轴运动的第一阶正进动量之比。在机器的运转过程中，监测进动比函数的幅值与相位，就可识别转轴上的裂纹。因为转轴上无裂纹时，进动比函数的幅值和相位只与转速、支承各向异性有关，而与转子不平衡量无关。机器转速恒定时，进动比函数不发生变化。转轴上出现裂纹后，进动比函数将发生变化并且与转子不平衡量有关。因此进动比函数的幅值与相位提供了明确的裂纹信息。本专利技术与现有方法相比具有以下优点1.不仅适用于支承各向同性的转子而且也适用于支承各向异性的转子。2.支承各向异性时，也能够区分转轴裂纹故障与其它故障。3.裂纹识别的可靠性高。下面结合附图对本专利技术作进一步详述。附图说明图1是一简单的支承各向异性转子。图中Cy是支承在垂直方向的刚度，Cx是支承在水平方向的刚度。图2是转轴上无裂纹时，进动比函数的幅值随转速比的变化曲线。其中支承各向异性引起的转子刚度差为5％，转子不平衡量为2％，4％，6％，8％。图3是转轴上无裂纹时，进动比函数的相位随转速比的变化曲线。其中支承各向异性引起的转子刚度差为5％，转子不平衡量为2％，4％，6％，8％。图4是转轴上出现裂纹后，进动比函数的幅值随转速比的变化曲线。其中支承各向异性引起的转子刚度差为5％，裂纹引起的转子刚度变化为6％。图5是转轴上出现裂纹后，进动比函数的相位随转数比的变化曲线。其中支承各向异性引起的转子刚度差为5％，裂纹引起的转子刚度变化为6％。图6是转轴上出现裂纹后，进动比函数的幅值随转速的变化曲线。其中支承各向异性引起的转子刚度差为5％，转子不平衡量为0.0，4％，8％。由于支承的各向异性，支承刚度在水平方向和垂直方向不相同，从而使得转子的总刚度在水平和垂直方向不相同。此时，转子的运动中出现一阶反进动量，并且它随不平衡量变化而变化。在机器的运转过程中，转子的不平衡量常常要发生变化，进而导致转子一阶反进动量发生变化。而转轴上出现裂纹后，一阶反进动量也发生变化。因此籍助监测转子运动中的一阶反进动量无法将裂纹故障与转子不平衡量区分开。利用现有的其它方法也难以做到这一点。本专利技术的原理是利用转子运动的一阶正进动量和一阶反进动量构造进动比函数，即， 图2和图3说明，轴上无裂纹时，支承各向异性转子的进动比函数与转子不平衡量以及其它类型故障无关，而只与转速以及支承各向异性有关。图4和图5说明，当轴上出现裂纹后，由于裂纹的开合作用，使得转子运动的一阶正进动量和一阶反进动量都发生变化。由此构成的进动比函数与无裂纹时相比发生明显的变化，特别是进动比函数的相位变化更为明显。不仅如此，出现裂纹后，进动比函数的幅值和相位与转子不平衡量相关，即不平衡量变化时，进动比函数也发生变化，见图6。而无裂纹时，进动比函数不随不平衡量变化。其它类型的故障，例如热弯曲、不对中、掉块也不引起进动比函数发生变化。因此在机器稳态运行以及升、降速过程中，同时监测转子进动比函数的幅值和相位就可将裂纹故障与转子不平衡以及其它故障区分开，提高裂纹识别的可靠性。权利要求1.，其特征是利用转子运动的进动比函数(包括进动比函数的幅值和相位)将裂纹故障与其它故障区分开。2.如权利要求1所述的进动比函数是由转子运动的一阶正进动量与一阶反进动量构成的。全文摘要本专利技术涉及。利用转子运动的一阶正进动量和一阶反进动量构造转子进动比函数(包括进动比函数的幅值和相位),利用进动比函数可在支承各向异性的情况下,将裂纹故障与转子不平衡以及其它故障区分开,并加以识别,从而提高裂纹识别的可靠性。文档编号G01N33/00GK1170873SQ9511546公开日1998年1月21日 申请日期1995年9月11日 优先权日1995年9月11日专利技术者廖明夫, 安德列阿斯·艾希勒, 马库斯·莎茨 申请人:西北工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种识别支承各向异性的转子轴上裂纹的方法，其特征是利用转子运动的进动比函数（包括进动比函数的幅值和相位）将裂纹故障与其它故障区分开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖明夫，安德列阿斯艾希勒，马库斯莎茨，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]