[发明专利]一种根据轴振信号确定转子涡动方向的判断方法

说明书

本发明公开了一种根据轴振信号确定转子涡动方向的判断方法，本发明实时采集转子目标截面处的振动原始信号；根据故障振动的频率范围对原始信号进行带通滤波，利用两个通道滤波后振动位移时间历程，确定出现峰值的时间差，并通过计算得到相对相位，根据故障频率范围内两个方向振动信号的相对相位，判断出转子在目标截面处的涡动方向。本发明能够根据目标截面处测得的振动信号得出其任意频率成分对应的涡动方向，此方法仅涉及信号带通滤波和简单计算，兼顾了效率和稳定性。

技术领域

本发明属于机械故障诊断领域，具体涉及一种根据轴振信号确定转子涡动方向的判断方法。

背景技术

燃气轮机、压缩机和汽轮发电机组等旋转机械是各自领域的核心设备，若因为振动超标而无法安全运行，则会造成重大经济损失甚至严重安全事故。基于振动数据分析的轴系故障诊断可以在故障发生早期确定其原因，进而根据诊断结果及时采取措施保障机组长期安全运行。转子涡动方向是振动故障诊断和治理的重要依据特征之一。质量不平衡、轴弯曲、动静碰摩、呼吸裂纹、轴刚度不对称和轴承非线性等均可以导致转子发生具有相应特征的正向或反向涡动。快速确定转子涡动方向是成功进行旋转机械振动故障精确诊断的必要条件。因此，准确判断转子发生振动故障后的涡动方向具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种根据轴振信号确定转子涡动方向的判断方法，本发明能够确定转子故障频率振动对应的涡动方向，在机组振动超过设定的报警值，或者振动改变量超限时，触发振动故障诊断流程时，作为故障诊断的重要特征依据。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

S1，实时采集转子目标截面处的振动原始信号；

S2，根据故障振动的频率范围对原始信号进行带通滤波，得到滤波后的振动时域信号；

S3，利用两个通道滤波后振动位移时间历程，确定出现峰值的时间差，并通过计算得到相对相位；

S4，根据故障频率范围内两个方向振动信号的相对相位，判断出转子在目标截面处的涡动方向。

S1中，实时采集转子目标截面处的振动原始信号是通过在转子目标截面处正交安装的两个轴振传感器采集。

若轴振传感器个数或安装角度不满足要求，则分别加装轴振传感器或调整轴振传感器的安装角度，使其满足要求。

S2的具体方法如下：

根据需要分析的频率下限和上限，对原始振动信号进行带通滤波，得到两个方向滤波后振动时域信号。

S3的具体方法如下：

第一轴振传感器的振动原始信号出现任一峰值的时刻为t_x，随后第二轴振传感器的振动原始信号第一次出现峰值的时刻为t_y，时间之差为Δt＝t_y-t_x，为原始相对相位。

S4的判断方法如下：

相对相位ΔΦ＝Δθ+i·2π，选取合适的整数i，使ΔΦ∈[0，2π]；

若ΔΦ＝0或ΔΦ＝π，则处于临界状态，转子在目标截面处涡动轨迹呈一条直线；

若相对相位差满足0＜ΔΦ＜π，则涡动方向为正向；

若满足π＜ΔΦ＜2π，则涡动方向为反向。