[发明专利]一种旋转机械转动部件脱落重量及位置识别方法

摘要

本发明公开了一种旋转机械转动部件脱落重量和位置识别方法，通过ARMD软件计算滑动轴承油膜刚度和阻尼系数，利用有限元方法建立旋转机械转子轴承系统动力方程。在转子各级叶轮处分别施加质量不平衡力，得到转子两端轴承处振动测点的振动变化量，利用矢量运算法则得到每个振动测点对各级叶轮不平衡响应灵敏度。根据被测转子轴承振动测点振动变化量，结合不平衡响应灵敏度矩阵即可得到旋转部件脱落的重量和位置。

主权项

一种旋转机械转动部件脱落重量及位置识别方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据旋转机械滑动轴承几何参数和润滑油物性参数，利用ARMD软件计算滑动轴承油膜的刚度系数与阻尼系数；2)将旋转机械转子离散为叶轮单元和轴段单元，利用有限元方法建立转子系统运动方程如下：其中[M1]、[J1]、[K1]和Ω分别为转子集总质量矩阵、回转矩阵、刚度矩阵和旋转角速度，U1、U2为节点位移向量，Q1、Q2为广义不平衡力向量；为U1和U2的二阶导数，为U1和U2的一阶导数；3)将油膜刚度系数与阻尼系数作为作用于轴颈节点处的广义力，代入转子系统运动方程，得到滑动轴承支撑转子系统运动方程：式中，kxx、kyy是滑动轴承油膜水平刚度系数和滑动轴承油膜垂直刚度系数，kxy表示轴颈垂直方向单位位移引起的水平方向油膜力增量，kyx表示轴颈水平方向单位位移引起的垂直方向油膜力增量；cxx、cyy是滑动轴承油膜水平阻尼系数和滑动轴承油膜垂直阻尼系数，cxy表示轴颈垂直方向单位速度引起的水平方向油膜力增量，cyx表示轴颈水平方向单位速度引起的垂直方向油膜力增量；4)假设转轴上共有n个振动测点，首先在第1级叶轮处施加不平衡力求解式(2)中转子系统运动方程，得出转子上振动测点1、测点2、……、测点n处的不平衡响应分别为则转子上n个测点对第一级叶轮处不平衡力的不平衡响应灵敏度向量为：同理，在第i级叶轮处施加不平衡力i表示任意一级，求解式(2)中转子系统运动方程，得出转子上振动测点1、测点2、……、测点n处的不平衡响应分别为则两端n个测点对第i级叶轮处不平衡力的不平衡响应灵敏度向量为：假设共有m级叶轮，将n个测点对各叶轮处不平衡力的不平衡响应灵敏度系数组合为如下矩阵形式，(5)当旋转机械转动部件脱落后，转子两端n个测点的振动变化量分别为：△vib1、△vib2、……、△vibn，根据步骤(4)求出的不平衡响应灵敏度的矩阵式(3)，则脱落部件重量和位置的矢量表达式为：