本发明专利技术涉及转子平衡状态异常和轴承支撑刚度异常确定方法及装置，该方法包括：获取转子的初始重点的质量、转子的转子质量、轴承支撑刚度、所述初始重点与转子中心之间的距离和所述转子转动时的角速度；根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子的1倍频振幅；若所述转子的1倍频振幅大于设定值时，确定所述转子的平衡状态发生变化以及所述轴承支撑刚度发生异常。通过本发明专利技术的方法，通过转子振动情况的变化，能够及时发现转子不平衡状态及复合弹簧刚度的异常变化。复合弹簧刚度的异常变化。复合弹簧刚度的异常变化。
【技术实现步骤摘要】
转子平衡状态异常和轴承支撑刚度异常确定方法及装置
[0001]本专利技术涉及转子系统故障诊断
，具体而言，本专利技术涉及转子平衡状态异常和轴承支撑刚度异常确定方法及装置。
技术介绍
[0002]转动设备包括燃气发生器、动力涡轮、励磁机、电动机、齿轮箱、离心压缩机等主要设备，由于运行期间转速较高，且转子与轴承之间的间隙通常设计的很小，因此转子或者起支撑作用的静子出现异常变化时，均有可能影响转子的正常运行。在以往的研究中，学者们针对转子不平衡，轴承支撑刚度异常，动静摩擦等问题分别提出了分析、诊断以及处理的办法，但对于转子系统而言，包括转子本身及其轴承支撑结构，当二者同时出现异常时将产生的较为复杂的现象，对于该现象的诊断尚缺少可靠的方法。
[0003]现有技术中，中国专利CN202210200427.0公开了一种空压机高速机齿轮箱转子故障诊断方法，该专利技术通过采集离心空压机高速齿轮箱转子振动信号，对振动信号进行VMD分解、特征向量计算、KPCA降维后，可以建立KELM模型进行训练以得到故障诊断模型，避免突发故障导致机组停机。该专利技术主要针对齿轮箱转子故障，不具备普遍适用性。
[0004]因此，现有技术中亟需一种普适性较强，可同时确定转子本身和轴承支撑刚度异常的方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供了转子平衡状态异常和轴承支撑刚度异常确定方法及装置，旨在解决上述至少一个技术问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：转子平衡状态异常和轴承支撑刚度异常确定方法，该方法包括：
[0007]获取转子的初始重点的质量、转子的转子质量、轴承支撑刚度、所述初始重点与转子中心之间的距离和所述转子转动时的角速度，所述初始重点为转子进行动平衡后残余不平衡量的角位置；
[0008]根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子的1倍频振幅；
[0009]若所述转子的1倍频振幅大于设定值时，确定所述转子的平衡状态发生变化以及所述轴承支撑刚度发生异常。
[0010]本专利技术的有益效果是：转子转动时，会产生振动，从振动原理角度，基于转子转动时获取的角速度，以及初始重点的质量、转子的转子质量、轴承支撑刚度、所述初始重点与转子中心之间的距离，可以确定转子的1倍频振幅，通过1倍频振幅的变化情况，可同时确定转子的平衡状态发生变化以及所述轴承支撑刚度发生异常。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0012]进一步，上述方法还包括：
[0013]根据所述转子质量和所述轴承支撑刚度，确定所述转子转动时的1倍频相位角是否发生变化；
[0014]若所述1倍频相位角发生变化，则确定所述轴承支撑刚度发生异常。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是，基于转子的振动原理，在1倍频相位角发生变化时，也可表征轴承支撑刚度发生异常，则可根据1倍频相位角的变化，确定轴承支撑刚度是否发生异常。
[0016]进一步，上述根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子的1倍频振幅，包括：
[0017]根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，通过第一公式，确定所述转子的1倍频振幅，其中，所述第一公式为：
[0018][0019]其中，A为1倍频振幅，m为初始重点的质量，r为初始重点与转子中心之间的距离，Ω为角速度，K为轴承支撑刚度，M为转子质量。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是，根据第一公式表征的1倍频振幅与转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度之间的关系，可以准确确定出1倍频振幅。
[0021]进一步，上述方法还包括：
[0022]获取所述转子转动时的轴心轨迹；
[0023]若所述轴心轨迹呈现为椭圆形且具有方向性，则确定所述轴承支撑刚度发生异常。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是，转子转动时的轴心轨迹呈现为椭圆形且具有方向性时，也可表征轴承支撑刚度发生异常，则在本申请方案中，还可基于轴心轨迹判断轴承支撑刚度是否发生异常。
[0025]进一步，上述根据所述转子质量和所述轴承支撑刚度，确定所述转子转动时的1倍频相位角是否发生变化，包括：
[0026]根据所述转子质量和所述轴承支撑刚度，确定所述转子的临界转速；
[0027]若所述角速度小于所述临界转速，确定所述转子转动时的1倍频相位角未发生变化；
[0028]若所述角速度大于所述临界转速，确定所述转子转动时的1倍频相位角发生变化。
[0029]采用上述进一步方案的有益效果是，在角速度大于临界转速时，表示转子的转动可能超出临界转速对应的临界范围，转动出现异常，则可确定转子转动时的1倍频相位角发生变化，若角速度小于所述临界转速，则表示转子的转动处于正常的状态，则可确定转子转动时的1倍频相位角未发生变化。
[0030]进一步，上述轴承支撑刚度包括第一刚度和第二刚度，所述第一刚度为水平方向的刚度，所述第二刚度为垂直方向的刚度；
[0031]上述根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子的1倍频振幅，包括：
[0032]根据所述转子质量、所述第一刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速
度，确定所述转子在水平方向上的1倍频振幅；
[0033]根据所述转子质量、所述第二刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子在垂直方向上的1倍频振幅，所述转子的1倍频振幅包括所述转子在水平方向上的1倍频振幅和所述转子在垂直方向上的1倍频振幅。
[0034]采用上述进一步方案的有益效果是，从不同方向的刚度确定1倍频振幅，可更加准确的表征转子转动时，对转子的1倍频振幅带来的变化。
[0035]进一步，上述轴承支撑刚度包括第一刚度和第二刚度，上述第一刚度为水平方向的刚度，上述第二刚度为垂直方向的刚度；
[0036]上述根据所述转子质量和所述轴承支撑刚度，确定所述转子转动时的1倍频相位角是否发生变化，包括：
[0037]根据所述转子质量和所述第一刚度，确定所述转子在水平方向上的第一临界转速；
[0038]根据所述转子质量和所述第二刚度，确定所述转子在垂直方向上的第二临界转速，所述临界转速包括所述第一临界转速和所述第二临界转速；
[0039]若所述角速度小于所述第一临界转速，则确定所述转子转动时的1倍频相位角未发生变化；
[0040]若所述角速度大于所述第二临界转速，确定所述转子转动时的1倍频相位角发生变化。
[0041]采用上述进一步方案的有益效果是，从不同方向的刚度确定1倍频相位角，可更加准确的表征转子转动时，对转子的1倍频相位角带来的变化。
[0042]第二方面，本专利技术为了解决本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种转子平衡状态异常和轴承支撑刚度异常确定方法，其特征在于，包括以下步骤：获取转子的初始重点的质量、转子的转子质量、轴承支撑刚度、所述初始重点与转子中心之间的距离和所述转子转动时的角速度，所述初始重点为转子进行动平衡后残余不平衡量的角位置；根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子的1倍频振幅；若所述转子的1倍频振幅大于设定值时，确定所述转子的平衡状态发生变化以及所述轴承支撑刚度发生异常。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述转子质量和所述轴承支撑刚度，确定所述转子转动时的1倍频相位角是否发生变化；若所述1倍频相位角发生变化，则确定所述轴承支撑刚度发生异常。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子的1倍频振幅，包括：根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，通过第一公式，确定所述转子的1倍频振幅，其中，所述第一公式为：其中，A为1倍频振幅，m为初始重点的质量，r为初始重点与转子中心之间的距离，Ω为角速度，K为轴承支撑刚度，M为转子质量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述转子转动时的轴心轨迹；若所述轴心轨迹呈现为椭圆形且具有方向性，则确定所述轴承支撑刚度发生异常。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述转子质量和所述轴承支撑刚度，确定所述转子转动时的1倍频相位角是否发生变化，包括：根据所述转子质量和所述轴承支撑刚度，确定所述转子的临界转速；若所述角速度小于所述临界转速，确定所述转子转动时的1倍频相位角未发生变化；若所述角速度大于所述临界转速，确定所述转子转动时的1倍频相位角发生变化。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴承支撑刚度包括第一刚度和第二刚度，所述第一刚度为水平方向的刚度，所述第二刚度为垂直方向的刚度；所述根据所述转子质量、所述轴承支撑刚度、所述初始重点的质量、所述距离和所述角速度，确定所述转子的1倍...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘保侠，王猛，
申请(专利权)人：国家管网集团北方管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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