[发明专利]一种基于轴心轨迹的旋转机械二倍频故障检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于设备状态监测技术领域，具体涉及一种基于轴心轨迹的旋转机械二倍频故障检测方法及系统。

背景技术

在旋转机械运行中，各种故障的原因很复杂，这些故障中有相当一部分是由于二倍频振动较大引起，在二倍频故障中，对中不良占有较大比例，此外测振带晃度过大有时也表现为二倍频。两种故障处理方式相差甚远，如判断错误，不仅会浪费人力物力，更延长设备检修时间，严重影响设备投产。如何对这些二倍频故障进行准确判别，进而采取正确的应对措施，始终是旋转机械故障诊断的重要研究课题之一。

根据多年大型旋转机械状态监测的经验与实践，单纯从振动信号的波形频谱进行分析判别，往往只能确定故障的大概范围，存在较大的不准确性，易于把气流激振、旋转脱离、喘振、油膜涡动等低频类故障，不平衡、转子热弯、测振带偏心等工频故障，以及不对中、椭圆形测振带等二倍频故障混淆。

轴心轨迹是风机振动故障分析的最常用工具之一，不过目前主要根据通频轴心轨迹的形状进行风机的主要故障判别，比如动平衡问题、不对中问题、油膜涡动与油膜振荡问题、气流激振问题，旋转失速与喘振问题、机组碰磨问题等。有时根据工频轴心轨迹的形状判别不平衡问题、支撑系统刚性问题等。但到目前为止，还没有专门根据二倍频轴心轨迹进行振动分析的方法，对于一些二倍频引起的故障原因无法进行深入的分析与判别。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于轴心轨迹的旋转机械二倍频故障检测方法。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种基于轴心轨迹的旋转机械二倍频故障检测方法，包括如下步骤：

步骤1，使用两个相互垂直的探头检测旋转机械振动数据，如果任一探头检测的振动数据中二倍频成分≥10um，执行步骤2；

步骤2，将两个探头检测得到的振动数据中的二倍频数据合成二倍频轴心轨迹，该轨迹呈椭圆形；计算二倍频轴心轨迹的离心率；根据离心率得到引起振动的原因。

进一步的，所述步骤2中离心率得到引起振动的原因的具体步骤如下：

如果二倍频轴心轨迹的离心率≤0.5，认为主要由对中不良引起振动，执行步骤3；如果0.8≤离心率＜1，认为主要由测振带晃度过大引起振动，执行步骤4；如果0.5＜离心率＜0.8，认为振动由对中不良以及测振带晃度共同引起，分别执行步骤3和步骤4；

步骤3，计算测振带的晃度并计算晃度超标值；如果测振带晃度满足ψ≤5um，则认为测振带晃度正常；否则测振带晃度超标，超标量为测试带晃度与5um的差值；

步骤4，计算二倍频轴心轨迹的短轴b，如果二倍频轴心轨迹的短轴长度b≥10um，认为对中不良，如果b＜10um，认为对中程度对振动的影响在允许范围内。

进一步的，所述步骤3中计算测振带的晃度的步骤如下：

在盘车状态下，利用下式计算测振带晃度：

ψ≈22a=0.707×x2-y2]]>

其中，x、y为盘车状态下X、Y两探头所在测点测到的振动数据。

本发明的另一个目的在于，提供一种基于轴心轨迹的旋转机械二倍频故障检测系统。该系统包括如下两个相连接的模块：

振动检测模块，该模块是用于实现如下功能的模块：使用两个相互垂直的探头检测旋转机械振动数据，如果任一探头检测的振动数据中二倍频成分≥10um，连接至振动原因检测模块；

振动原因检测模块，该模块是用于实现如下功能的模块：将所述两个探头检测得到的振动数据中的二倍频数据合成二倍频轴心轨迹，该轨迹呈椭圆形；计算二倍频轴心轨迹的离心率，根据离心率得到引起振动的原因。

进一步的，所述振动原因检测模块中，所述根据离心率得到引起振动的原因的实现包括如下模块：