[发明专利]旋转机械的不对中故障检测方法及其检测系统

说明书

本发明公开了一种旋转机械的不对中故障检测方法及其检测系统，方法包括以下步骤：测量旋转机械的输入端转频ω_s以及输入端轴承的轴向和径向振动信号x(t)；基于所述转频ω_s以及输入端轴承的轴向和径向振动信号x(t)进行数据处理得到滤波后的信号y(t)以及基于滤波后的信号y(t)频谱处理得到频谱幅值指标；通过第二步骤得到轴向频谱幅值指标T_Z和径向频谱幅值指标T_J，当轴向振动信号的频幅值指标T_Z小于第一预定值，径向振动信号的频幅值指标T_J小于第二预定值，确定旋转机械正常对中，当轴向振动信号的频幅值指标T_Z大于第一预定值和/或径向振动信号的频幅值指标T_J大于第二预定值，确定发生不对中故障。

技术领域

本发明属于旋转机械传动系统技术领域，特别是一种旋转机械的不对中故障检测方法及其检测系统。

背景技术

大型旋转机械如航空发动机，燃气轮机，风力发电机等广泛应用于航空航天，能源动力等多个重要的工业领域。这类大型旋转机械的核心是传动系统，其结构复杂，工作环境恶劣，极易发生故障。统计显示：旋转机械不对中故障占传动系统故障的60％以上。不对中故障主要体现在传动系统的联轴器不对中故障。传统的故障诊断方法可以通过振动信号判断出不对中故障，但是检测不对中类型和不对中量的大小仍然需要停机人工检测，所需时间长，造成的经济损失较大。因此需要研究在线检测诊断不对中故障的方法。其中通过在联轴器两侧的输入输出轴轴承附近布置振动传感器测点获取振动信号并进行在线分析，可以实时在线检测不对中类型，为后续维修节约了宝贵的时间，减少了停机时间，节约了维护成本。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种旋转机械的不对中故障检测方法及其检测系统，简化了检测需求，提供了旋转机械传动系统不对中故障的在线监测，保证设备的安全运行、减少非计划停机时间，避免恶性事故的发生，提高经济和社会效益。可以对旋转机械传动系统的维护、检修计划的安排调整给出指导性建议。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种旋转机械的不对中故障检测方法包括以下步骤：

第一步骤中，测量旋转机械的输入端转频ω_s以及输入端轴承的轴向和径向振动信号x(t)；

第二步骤中，基于所述转频ω_s以及输入端轴承的轴向和径向振动信号x(t)进行数据处理得到滤波后的信号y(t)以及基于滤波后的信号y(t)频谱处理得到频谱幅值指标，其中，y(t)＝x(t)*h(t)，其中，sinc为正弦基函数，t为采样时间，τ₀为时延，ω为频率，j为y(t)为滤波后的信号，ω_c为低通截止频率；|Y(ω)|为频谱；为相位谱；Y₁为1倍频幅值，Y₁＝max(|Y(ω)|)，|ω-ω_s|＜1；Y₂为2倍频幅值，Y₂＝max(|Y(ω)|)，|ω-2ω_s|＜1；T为频谱幅值指标，T＝Y₂/Y₁；

第三步骤中，通过第二步骤得到轴向频谱幅值指标T_Z和径向频谱幅值指标T_J，当轴向振动信号的频幅值指标T_Z小于第一预定值，径向振动信号的频幅值指标T_J小于第二预定值，确定旋转机械正常对中，当轴向振动信号的频幅值指标T_Z大于第一预定值和/或径向振动信号的频幅值指标T_J大于第二预定值，确定发生不对中故障。