專(zhuān)利名稱(chēng)：基于軸向振動(dòng)分析的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的故障診斷技術(shù)，具體涉及一種用壓縮機(jī)軸向振動(dòng)信號(hào)完成低頻振動(dòng)故障快速判別與量化跟蹤監(jiān)測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
在壓縮機(jī)運(yùn)行中，除轉(zhuǎn)頻類(lèi)故障外，由于工況調(diào)整，日常操作不規(guī)范及葉片、葉輪、閥門(mén)、流道問(wèn)題導(dǎo)致低頻(頻率在0 轉(zhuǎn)頻之間)流體激振類(lèi)故障，主要包括，油膜渦動(dòng)、油膜振蕩、阻塞、旋轉(zhuǎn)脫離、氣流激振、喘振、氣封磨損、支座松動(dòng)和管道激勵(lì)等十余種低頻非線性類(lèi)故障，此類(lèi)故障發(fā)生頻次較高，尤其是在長(zhǎng)期異常流體沖擊等循環(huán)應(yīng)力作用下易引起葉片斷裂等嚴(yán)重故障。 如何對(duì)該類(lèi)異常流體沖擊故障進(jìn)行準(zhǔn)確判別與劃分，并根據(jù)葉片強(qiáng)度劣化趨勢(shì)預(yù)估葉片壽命，防止葉片斷裂、推力盤(pán)磨損等嚴(yán)重故障，是壓縮機(jī)日常狀態(tài)監(jiān)測(cè)重要方面之
o傳統(tǒng)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方式利用徑向振動(dòng)信號(hào)通過(guò)FFT變換，在頻域中進(jìn)行分析，利用特征頻段劃分的方式對(duì)油膜故障、氣流擾動(dòng)、機(jī)械松動(dòng)等故障進(jìn)行劃分，并且通常以0. 37 0. 45倍頻內(nèi)為油膜故障特征頻段，(0. 2 0. 4)或(0. 6 0. 8)倍頻為氣流擾動(dòng)特征頻段，0. 5,0. 33,0. 25等分?jǐn)?shù)單位倍頻為機(jī)械松動(dòng)特征頻率。該傳統(tǒng)方法對(duì)處于特征邊界區(qū)域和重疊區(qū)域的故障頻率無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確劃分，對(duì)于確診是哪種低頻流體激振類(lèi)故障(如油膜振蕩、氣流激振、流場(chǎng)紊亂等故障)，也無(wú)法進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種直觀、快速、準(zhǔn)確有效的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障的方法，該方法是基于壓縮機(jī)軸向振動(dòng)信號(hào)分析的多信息融合的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方法。為此本發(fā)明提供的基于軸向振動(dòng)分析的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方法首先采集壓縮機(jī)組的軸向振動(dòng)信號(hào)，分別提取軸向振動(dòng)信號(hào)的直流分量與交流分量；然后結(jié)合機(jī)組工況調(diào)整與直流分量變化，進(jìn)行動(dòng)態(tài)交流分量與軸位移變化的相干分析，去除因軸位移變化造成對(duì)交流振動(dòng)信號(hào)的影響；接著對(duì)交流動(dòng)態(tài)分量，利用局部頻率連續(xù)細(xì)化技術(shù)，得到其精確特征頻率，根據(jù)低頻流體激振類(lèi)故障分頻所處不同特征頻段及其能量閾值，判斷低頻流體激振類(lèi)故障種類(lèi)。上述方法的具體步驟如下步驟一，采集壓縮機(jī)組的軸向振動(dòng)信號(hào)，所采集的軸向振動(dòng)信號(hào)的直流分量為X (t)信號(hào)、交流分量為Y (t)信號(hào)；步驟二，利用(式I)計(jì)算信號(hào)X(t)與信號(hào)Y(t)在不同頻率《處的相干系數(shù)
Y XY ( O )
權(quán)利要求
1.一種基于軸向振動(dòng)分析的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方法，其特征在于，方法首先采集壓縮機(jī)組的軸向振動(dòng)信號(hào)，分別提取軸向振動(dòng)信號(hào)的直流分量與交流分量；然后結(jié)合機(jī)組工況調(diào)整與直流分量變化，進(jìn)行動(dòng)態(tài)交流分量與軸位移變化的相干分析，去除因軸位移變化造成對(duì)交流振動(dòng)信號(hào)的影響；接著對(duì)交流動(dòng)態(tài)分量，利用局部頻率連續(xù)細(xì)化技術(shù)，得到其精確特征頻率，根據(jù)低頻流體激振類(lèi)故障分頻所處不同特征頻段及其能量閾值，判斷低頻流體激振類(lèi)故障種類(lèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的基于軸向振動(dòng)分析的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方法，其特征在于，方法的具體步驟如下 步驟一，采集壓縮機(jī)組的軸向振動(dòng)信號(hào)，所采集的軸向振動(dòng)信號(hào)的直流分量為X(t)信號(hào)、交流分量為Y (t)信號(hào)； 步驟二，利用(式I)計(jì)算信號(hào)X(t)與信號(hào)Y(t)在不同頻率ω處的相干系數(shù)Υχγ(ω)
3.如權(quán)利要求2所述的基于軸向振動(dòng)分析的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方法，其特征在于，方法還包括以下步驟 步驟六，當(dāng)故障為氣流激振或氣流擾動(dòng)時(shí)，根據(jù)壓縮機(jī)組的故障表現(xiàn)狀況，確定監(jiān)測(cè)周期σ ; 步驟七，每隔σ時(shí)間，對(duì)壓縮機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)； 每次監(jiān)測(cè)時(shí)進(jìn)行上述步驟一至步驟四后，利用式(5)計(jì)算當(dāng)前次監(jiān)測(cè)的低頻氣流特征頻段能量譜密度Φ (ω)，設(shè)當(dāng)前次監(jiān)測(cè)需監(jiān)測(cè)的氣流特征頻段的總段數(shù)為Α/2，
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于軸向振動(dòng)分析的壓縮機(jī)低頻流體激振類(lèi)故障診斷方法。方法首先將獲取的軸振動(dòng)信號(hào)解析為直流分量和動(dòng)態(tài)交流分量?jī)刹糠?；接著利用相干性分析，剔除與轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量相關(guān)的動(dòng)態(tài)信號(hào)頻率，對(duì)剩余的頻譜通過(guò)進(jìn)一步的局部頻率連續(xù)細(xì)化，選取低頻成份中流體沖擊特征頻段能量進(jìn)行分析，與典型故障特征信號(hào)分析對(duì)比，快速區(qū)分判斷低頻流體激振類(lèi)故障。方法進(jìn)一步利用低頻氣流特征頻段能量譜密度對(duì)葉片受異常流體沖擊狀態(tài)進(jìn)行量化描述，通過(guò)趨勢(shì)跟蹤分析，對(duì)低頻流體激振類(lèi)故障進(jìn)行準(zhǔn)確辨識(shí)與實(shí)時(shí)量化跟蹤監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)F04B51/00GK102966526SQ201210493190
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者金穎, 郎博, 王斗, 印建安, 陳黨民, 李文海, 侯新軍, 馬德潔, 吳廣輝 申請(qǐng)人:西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司