[发明专利]一种基于转子两端运动轨迹的旋转机械振动分析方法

说明书

本发明涉及一种基于转子两端运动轨迹的旋转机械振动分析方法，技术方案是，根据得到的同向和反向振动分量值，判断转子上不平衡力型式：若A_t大于旋转机械振动标准中规定的优秀值，转子上同向不平衡力大；若A_f大于旋转机械振动标准中规定的优秀值，转子上反向不平衡力大；若A_t和A_f都大于旋转机械振动标准中规定的优秀值，转子上混合型式的不平衡力大，本发明方法简单，振动分析和不平衡力型式分析时综合考虑了垂直和水平方向振动，而不是仅仅依据单一方向振动，所得到的分析结论全面、可靠，是旋转机械振动分析方法上的创新。

技术领域

本发明涉及一种旋转机械振动测试分析方法，可以帮助技术人员根据振动测试数据分析转子上不平衡力的分布型式，如力不平衡、力偶不平衡和混合不平衡，指导开展旋转机械动平衡工作，主要应用领域包括：各类旋转机械，如泵、风机、电动机、汽轮发电机组等。

背景技术

不平衡是旋转机械最常见的振动故障，转子动平衡是旋转机械振动故障治理的有效手段，也是经常要开展的工作。准确判定不平衡型式可以提高动平衡效率和精度、减少开机次数，对于提高旋转机械运行稳定性和可靠性具有重要意义。

不平衡包括静不平衡、动不平衡和混合式不平衡。静不平衡状态下，转子中部存在不平衡力，或者在转子两端存在一组大小相等，方向相同的力，又称为力不平衡。动不平衡状态下，在转子两端存在一组大小相等，方向相反的力，又称为力偶不平衡。当转子中同时存在力不平衡和力偶不平衡时，称为混合式不平衡。开展转子动平衡之前，必须首先了解转子上不平衡力的型式和分布。

机组实际运行状态下，无法直接测试到不平衡力，都是根据振动来诊断不平衡故障，并分析转子上是否有不平衡力。振动大，不平衡力大；振动小，不平衡力小。同样，也是根据转子两端的振动来判断不平衡力的型式。如转子两端振动信号中存在较大的同向分量，则认为转子上存在力不平衡；如转子两端振动信号中存在较大的反向分量，则认为转子上存在力偶不平衡；如转子两端振动信号中同时存在较大的同向分量和反向，则认为转子上存在混合型式的不平衡。

目前判断不平衡力型式都是依靠垂直或水平单一方向上的振动进行的。对于汽轮发电机组等大型旋转机械而言，由于机组垂直和水平方向上的支撑刚度、阻尼特性等存在较大差异，转子上不平衡力所引起的轴承振动在垂直和水平方向上也有较大差别。实际工程中，有时会出现根据垂直方向振动和根据水平方向振动所判断得到的不平衡力型式完全不同的情况。因此，其改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于转子两端运动轨迹的旋转机械振动分析方法，可有效解决分析转子上的不平衡型式，提高动平衡的效率的问题。

本发明解决的技术方案是：

一种基于转子两端运动轨迹的旋转机械振动分析方法，包括以下步骤：

(1)在转轴上设置一个反光标记，将光电传感器对准反光标记，或者在转轴上开一键槽，将涡流传感器对准键槽，用光电传感器配合反光标记或涡流传感器配合键槽的方法，测取键相脉冲信号，转轴每旋转一周，产生一个这样的脉冲信号，记相邻两个脉冲之间的时间间隔为T，则实时转动频率f＝1/T；

(2)在转子两端待测部位的垂直和水平方向各布置一组振动传感器，以键相脉冲信号为触发基准，同步采集转子两端垂直和水平方向振动信号，记为x₁(t),x₂(t),y₁(t),y₂(t)；

(3)对采集到的振动信号进行快速傅里叶变换，得到与转动频率相同的工频谐波分量的幅值和相位，分别记为：A_x1,A_x2,A_y1,A_y2和