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天然气压差发电机用主动磁轴承-转子系统支承特性参数分析

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轴承 2022年第3期 74-79页

作者：李卓远李栋杰许浩德龚亮张钢上海大学机电工程与自动化学院上海200444

以490 kW天然气压差发电机为研究对象,对其高速电动机的主动磁轴承-转子系统进行稳定性分析。首先,根据实际工况给出的转子系统各部分物理参数设计了三维模型;其次,依据主动磁轴承的支承原理、结构参数和控制系统的相关理论得到转子系... 详细信息

以490 kW天然气压差发电机为研究对象,对其高速电动机的主动磁轴承-转子系统进行稳定性分析。首先,根据实际工况给出的转子系统各部分物理参数设计了三维模型;其次,依据主动磁轴承的支承原理、结构参数和控制系统的相关理论得到转子系统的径向支承刚度和轴向支承刚度;最后,运用ANSYS-Workbench对转子系统进行模态分析得到其一阶弯曲临界转速,确认转子系统在工作转速范围内处于安全状态。

关键词：滑动轴承磁力轴承微型燃气轮机发电机转子稳定性支承

基于电磁力的转子不平衡-不对中振动靶向抑制

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轴承 2022年第3期 23-28页

作者：暴一帆国玉林姚剑飞北京化工大学机电工程学院北京100029

针对旋转机械中转子不平衡-不对中耦合振动问题,提出了基于离散PD算法并采用电磁力抑制转子耦合振动的控制策略。建立转子-轴承-AMA系统模型,引入转子不平衡和联轴器平行不对中故障力,对离散PD控制策略控制效果仿真分析。搭建试验台,从... 详细信息

针对旋转机械中转子不平衡-不对中耦合振动问题,提出了基于离散PD算法并采用电磁力抑制转子耦合振动的控制策略。建立转子-轴承-AMA系统模型,引入转子不平衡和联轴器平行不对中故障力,对离散PD控制策略控制效果仿真分析。搭建试验台,从频域角度对不同频率成分进行选择性控制,针对不平衡-不对中耦合故障以及振动信号中的噪声成分,以振动信号的一二倍频成分为靶向抑制目标,采用可根据转速实时调整陷波频率的陷波滤波器提取测点振动信号的一二倍频成分。仿真分析及试验均说明离散PD控制算法能有效抑制转子不平衡和不对中耦合故障引起的多频振动。

关键词：滑动轴承磁力轴承转子不平衡振动抑制仿真试验

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一种转子动力吸振器的参数优化方法

航空动力学报 2018年第10期33卷 2359-2366页

作者：刘子良许琦李文龙姚红良闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

对用于抑制转子系统启机过临界转速时过大振动的动力吸振器进行参数优化设计,以达到最优抑振目的。利用有限元方法建立动力吸振器-转子耦合系统的动力学方程,求得耦合系统的半数值半解析的响应表达式。设计优化策略利用响应解与限边界... 详细信息

对用于抑制转子系统启机过临界转速时过大振动的动力吸振器进行参数优化设计,以达到最优抑振目的。利用有限元方法建立动力吸振器-转子耦合系统的动力学方程,求得耦合系统的半数值半解析的响应表达式。设计优化策略利用响应解与限边界的坐标轮换法相结合,寻找动力吸振器的最佳设计变量;将所得最优参数的动力吸振器与常规优化设计方法设计的动力吸振器的抑振性能进行对比,并分析动力吸振器对参数最优偏离的敏感性。结果表明:该参数优化方法优化的动力吸振器能降低1阶共振幅值达45.4%,说明了该方法的有效性;该方法比两种有效的常规优化方法优化的动力吸振器的抑振效果分别高11.2%、9%,可见其优化效果的优异性;与阻尼最优偏离相比,该参数优化方法优化的动力吸振器的抑振性能对刚度最优偏离具有更高的敏感性。

关键词：转子动力吸振器振动抑制有限元方法参数优化

基于SSD-HT时频阶比跟踪的变转速转子故障诊断

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推进技术 2018年第5期39卷 1134-1141页

作者：唐贵基庞彬何玉灵华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

为解决变转速工况下转子故障特征难以提取的问题,提出一种基于SSD-HT时频阶比跟踪的转子故障诊断方法。应用一种新的信号分解方法—奇异谱分解对转子故障振动信号进行分解,得到包含故障特征信息的奇异谱分量。运用希尔伯特变换计算各个... 详细信息

为解决变转速工况下转子故障特征难以提取的问题,提出一种基于SSD-HT时频阶比跟踪的转子故障诊断方法。应用一种新的信号分解方法—奇异谱分解对转子故障振动信号进行分解,得到包含故障特征信息的奇异谱分量。运用希尔伯特变换计算各个有效奇异谱分量的瞬时频率,获取故障信号的时频分布。根据时频分布中的转频信息对原始振动信号进行阶比跟踪分析,提取直观的阶次特征。仿真分析与实验分析结果表明,在无转速测量装置条件下,所述方法可准确判别变转速工况的转子故障模式,相对于传统分析方法表现出一定的先进性。

关键词：奇异谱分解希尔伯特变换阶比跟踪变转速转子故障诊断

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轮缘封严气流与转子干涉损失机理的数值研究

推进技术 2018年第11期39卷 2481-2489页

作者：杨帆周莉王占学西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

为了研究涡轮转静盘腔中轮缘封严气流与下游转子的干涉机理和损失机制,在不同封严流量下,针对轮缘封严气流对下游转子气动性能和流场分布的影响进行了数值模拟。结果表明,随着封严流量增加,涡轮级效率不断降低。在轮毂到10%叶高和30%～... 详细信息

为了研究涡轮转静盘腔中轮缘封严气流与下游转子的干涉机理和损失机制,在不同封严流量下,针对轮缘封严气流对下游转子气动性能和流场分布的影响进行了数值模拟。结果表明,随着封严流量增加,涡轮级效率不断降低。在轮毂到10%叶高和30%～60%叶高,流量系数增加。封严气流主要通过在转子进口封严出流不同的分布和在通道输运过程中与转子通道二次流的交互作用对转子的气动性能产生影响。同时,封严气流引起下游转子气动性能的降低,存在三个损失机制:一是封严腔体摩擦泵效应减弱,增加了封严出流与主流之间周向速度差所引起的粘性剪切损失;二是不同分布的封严出流造成进气负攻角和堵塞效应,降低了转子的做功能力;三是不同分布的封严出流在输运过程中与转子通道二次流的交互作用,导致了二次流损失加剧。

关键词：轮缘封严封严出流转子干涉损失机制

基于VMD的Volterra模型奇异值熵的转子故障诊断方法

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制造技术与机床 2022年第3期 150-156页

作者：杨恭勇丁潇男王珺琦魏迎东周小龙东北电力大学工程训练教学中心吉林吉林132012 东北电力大学机械工程学院吉林吉林132012 江苏川玛工业科技有限公司江苏昆山215300 北华大学机械工程学院吉林吉林132021

针对转子故障信号的非平稳性以及敏感故障特征无法有效提取的问题,将变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的Volterra模型和奇异值熵相结合,提出一种故障诊断方法。对影响VMD分解准确性的参数选取方法进行了深入研究,给出... 详细信息

针对转子故障信号的非平稳性以及敏感故障特征无法有效提取的问题,将变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的Volterra模型和奇异值熵相结合,提出一种故障诊断方法。对影响VMD分解准确性的参数选取方法进行了深入研究,给出了相关问题的解决策略。首先,对不同工况下转子实测信号进行VMD分解,利用能量熵增量选取对故障特征敏感的固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)进行相空间重构,以建立Volterra自适应预测模型,将模型参数作为初始特征向量矩阵。然后,对初始特征向量进行奇异值分解以获取奇异值熵和奇异值特征向量矩阵,用于描述转子的故障特征。最后,采用模糊C均值(fuzzy c-means,FCM)算法对转子工作状态和故障类型进行识别。试验结果表明,所提方法可有效实现转子故障的特征提取及类型识别。通过同经集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)相比,证明了该方法具有更有效的故障特征提取性能,是一种可行的方法。

关键词：转子故障诊断变分模态分解 Volterra模型奇异值熵

基于永磁传动的滚动轴承-转子系统振动特性研究

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轴承 2022年第4期 37-43页

作者：牟红刚薛桥丁莉宗剑韩伟江苏航空职业技术学院江苏镇江212134

对采用永磁传动的某离心泵转子系统振动特性展开分析。首先,对支承转子系统的角接触球轴承和圆柱滚子轴承的径向刚度进行计算;其次,将同步永磁联轴器(SPMC)连接的电动机转子轴和泵转子轴在磁耦合处进行“隔离”处理,分别对两转子轴进行... 详细信息

对采用永磁传动的某离心泵转子系统振动特性展开分析。首先,对支承转子系统的角接触球轴承和圆柱滚子轴承的径向刚度进行计算;其次,将同步永磁联轴器(SPMC)连接的电动机转子轴和泵转子轴在磁耦合处进行“隔离”处理,分别对两转子轴进行模态分析,求解其固有频率、临界转速及振型;最后,计算SPMC主动转子与从动转子之间的不平衡磁拉力,以SPMC的不平衡磁拉力和叶轮的不平衡力为激振源,对电动机转子轴和泵转子轴进行振动响应分析。结果表明:采用永磁传动的离心泵转子系统在工作转速附近不存在共振风险;在单一激振源或多激振源的联合激励作用下,电动机转子轴和离心泵转子轴的测点振动速度均较小,SPMC的径向安装误差对转子系统的振动影响不敏感,采用永磁传动的转子系统表现出良好的振动特性。

关键词：滚动轴承离心泵转子模态分析振型固有频率临界转速

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滑动轴承-转子系统中金属阻尼器的减振特性

上海交通大学学报 2018年第5期52卷 612-619页

作者：李召伦王小静沈轶钒陈超董健上海大学机电工程与自动化学院上海200072

为了探究金属阻尼器对滑动轴承-转子系统减振性能的影响,设计并制造了普通、周向金属阻尼器支撑、径向金属阻尼器支撑的3种滑动轴承,并通过试验研究了含3种轴承的轴承-转子系统的振动特性和稳定性,分析了轴承-转子系统的半速涡动和减振... 详细信息

为了探究金属阻尼器对滑动轴承-转子系统减振性能的影响,设计并制造了普通、周向金属阻尼器支撑、径向金属阻尼器支撑的3种滑动轴承,并通过试验研究了含3种轴承的轴承-转子系统的振动特性和稳定性,分析了轴承-转子系统的半速涡动和减振特性.结果表明:与普通滑动轴承相比,金属阻尼器支撑的滑动轴承的加速度幅值显著降低;因为没有明显的半速涡动和异步振动,所以径向金属阻尼器支撑的滑动轴承比周向金属阻尼器支撑的滑动轴承的减振效果更好;由金属阻尼器消散的振动能量有助于提高轴承-转子系统的动态稳定性.

关键词：滑动轴承转子金属阻尼器减振半速涡动

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应用遗传算法的汽轮机转子启动优化

西安交通大学学报 2018年第1期52卷 54-60页

作者：李猛郭勇马骏高进徐自力西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 上海航天精密机械研究所上海210699 东方汽轮机有限公司四川德阳618000

为了对汽轮机启动过程进行优化,发展了一种转子热应力半解析递推计算模型。该模型考虑蒸汽换热系数的变化,将启动过程分解为多个换热系数不变的升温过程,各升温过程的换热系数值取为该升温过程开始时刻的换热系数。同时,将每个升温过程... 详细信息

为了对汽轮机启动过程进行优化,发展了一种转子热应力半解析递推计算模型。该模型考虑蒸汽换热系数的变化,将启动过程分解为多个换热系数不变的升温过程,各升温过程的换热系数值取为该升温过程开始时刻的换热系数。同时,将每个升温过程结束时刻转子的温度场拟合为只含偶数次幂的4次多项式,并将拟合的温度场作为下个升温过程的初始温度场,通过拉普拉斯变换法,计算出下个升温过程的瞬态温度场。利用半解析递推模型构造转子启动优化的目标函数,采用遗传算法对660 MW机组的冷态启动曲线进行了优化,优化后转子的最大热应力减小了19.4%,且启动时间减小了4.9%。为验证该半解析递推模型的计算精度和效率,分别采用有限元模型和半解析递推模型计算了660MW机组转子冷态启动过程中的瞬态温度场、应力场,计算结果表明:两种模型计算的转子关键部位热应力变化趋势相同,最大热应力相差0.11%,而递推模型计算的时间约为有限元模型计算时间的2.8%。

关键词：转子热应力启动优化遗传算法