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临界转速

转子的振幅随转速的增大而增大,到某一转速时振幅达到最大值,超过这一转速后振幅随转速增大逐渐减少,且稳定于某一范围内,这一转子振幅最大的转速称为转子的临界转速。

旋转机械转子的工作转速接近其横向振动的固有频率而产生共振的特征转速。

汽轮机、压缩机和磨床等高速旋转机械的转子,由于制造和装配不当产生的偏心以及油膜和支承的反力等原因,运行中会发生弓状回旋。

当转速接近临界转速时,挠曲量显著增加,引起支座剧烈振动,形成共振,甚至波及整个机组和厂房,造成破坏性事故。

转子横向振动的固有频率有多阶,故相应的临界转速也有多阶,按数值由小到大分别记为n c1,n c2,…n ck…等。

有工程实际意义的是较低的前几阶。

任何转子都不允许在临界转速下工作。

对于工作转速n低于其一阶临界转速的刚性转子,要求n<0.75n c1;对于工作转速n高于其一阶临界转速的柔性转子,要求 1.4n ck<n<0.7n ck+1。

限元法利用电子计算机计算各阶临界转速。

对于已经制造出的转子,可用各种〖HTK〗激励法实测其各阶横向振动固有频率,进而确定各阶临界转速,为避免事故、改进设计提供依据。

因此,旋转机械在设计和使用中,必须设法使工作转速避开各阶临界转速。

临界转速的数值与转子的材料、几何形状、尺寸、结构形式、支承情况和工作环境等因素有关。

计算转子临界转速的精确值很复杂,需要同时考虑全部影响因素,在工程实际中常采用近似计算法或实测法来确定。

对于在图纸设计阶段的转子,可用分解代换法、当量直径法或图解法估算其一阶临界转速,也可用传递矩阵法或有振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅。

振幅在数值上等于最大位移的大小。

振幅是标量,单位用米或厘米表示。

振幅的物理意义,振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。

发音体振动的位移幅度,振幅大小同发音受到的外力大小有关,振幅的大小决定声音的强弱。

→如果您认为本词条还有待完善次同步谐振是指汽轮机发电机组轴系振荡和发电机电气系统的电气振荡之间,通过发电机转子气隙中电气转矩的耦合作用而形成的整个机网系统的共振行为。

含有串联补偿线路的电网,其电气谐振频率f1与轴系某阶固有频率f2互补,即满足f1+f2=f(工频50Hz)条件时,将出现低于电网频率的负阻尼振荡,诱发机电谐振,由于频率低于电网频率,故称为次同步谐振。

impeller又称工作轮。

离心式压缩机中惟一对气流作功的元件。

转子上的最主要部件。

一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成。

气体在叶轮叶片的作用下,随叶轮作高速旋转,气体受旋转离心力的作用,以及在叶轮里的扩压流动,使它通过叶轮后的压力得到提高。

对叶轮的要求是:(1)能给出较大的能量头;(2)气体流过叶轮的损失要小,即气体流经叶轮的效率要高;(3)气体流出叶轮时各参数合宜,使气体流过后面固定元件时的流动损失较小;(4)叶轮型式能使级或整机性能曲线的稳定工况区及高效区范围较宽。

常分为闭式、半开式和开式叶轮。

在风里发电机组中,叶轮由轮毂和叶片组成。

风经过叶轮,带动叶轮转动,从而带动发电机转动,将风能转化为电能。

此时,要求叶轮转动时有足够大的迎风面,以从风中提取足够多的能量;同时,在风速过大时,要能够自动调整叶片迎风角度,避免因受力过大而损坏机械根据ISO标准,由轴承支撑的旋转体称为转子。

如光盘等自身没有旋转轴的物体,当它采用刚性连接或附加轴时,可视为一个转子,转子多为动力机械和工作机械中的主要旋转部件。

典型的转子有透平机械转子、电机转子、各种泵的转子和透平压缩机的转子等。

转子在某些特定的转速下转动时会发生很大的变形并引起共振,引起共振时的转速称为转子的临界转速。

在工程上,工作转速低于第一阶临界转速的转子称为刚性转子,大于第一阶临界转速的转子称为柔性转子。

由于转子作高速旋转运动,所以需要平衡。

静平衡主要用于平衡盘形转子的惯性力。

刚性转子的动平衡可以通过通用平衡机来平衡惯性力和惯性力偶,消除转子在弹性支承上的振动。

柔性转子的动平衡比较复杂,从原理上区分,有振型平衡法和影响系数法两类。

设备状态监测通常是指通过监视和测量设备或部件运行状态信息和特征参数(例如振动、温度、压力等),并以此来判断其状态是否正常。

故障诊断FD(Fault Diagnosis)就是对设备运行状态和异常情况做出判断。

就是说,在设备没有发生故障之前,要对设备的运行状态进行预测和预报;在设备发生故障后,对故障的原因、部位。

类型、程度等做出判断,并进行维修决策。

故障诊断的任务包括故障检测、故障识别、故障分离与估计、故障评价和决策。

次同步谐振是指汽轮机发电机组轴系振荡和发电机电气系统的电气振荡之间,通过发电机转子气隙中电气转矩的耦合作用而形成的整个机网系统的共振行为。

含有串联补偿线路的电网,其电气谐振频率f1与轴系某阶固有频率f2互补,即满足f1+f2=f(工频50Hz)条件时,将出现低于电网频率的负阻尼振荡,诱发机电谐振,由于频率低于电网频率,故称为次同步谐振。

油膜涡动:油膜的楔形按油的平均流速绕轴瓦中心运动的现象称为油膜涡动,因其平均速度为轴颈圆周速度的一半,故又称为半速涡动。

机理:油润滑滑动轴承工作时,以薄的油膜支承轴颈。

在轴瓦表面的油膜速度为零(轴瓦静止),而在轴颈表面的油膜速度与轴颈表面相同(轴颈高速旋转)。

因此,不论在圆周上的任何剖面,油膜的平均速度均为轴颈圆周速度的一半。

轴颈高速旋转时,油膜厚度随楔形变化,但油的平均流速却相对不变。

由于油的不可压缩性,多出的油将从轴承两端流出,或者油膜的楔形按油的平均流速绕轴瓦中心运动。

如何诊断油膜涡动引起的振动?诊断油膜涡动可从以下的振动特征来判断:(1)油膜涡动的特征频率为略小于转子转速的1/2,并随转速的升高而升高,常伴有1倍频;(2)振动较稳定,次谐波振幅随工作转速的升高而升高;(3)相位较稳定;(4)轴心轨迹为双环椭圆,进动方向为正进动;(5)对轴承润滑油的温度、粘度和压力变化敏感。

怎样消除?当前在生产中,可通过以下途径来消除油膜涡动:(1)从结构上,保证轴颈相对于轴瓦处于较大的偏心下工作;(2)采用抑振性能比较好的轴承,如可倾瓦轴承;(3)现场出现问题时,降低润滑油温度,作为应急措施也是行为之有效的。

诊断名词术语和释义基本术语(1) 状态监测(condition monitoring)-对机械设备的工作状态(静的和动的)进行监视和测量(实时的或非实时的),以了解其正常与不正常。

(2) 故障诊断(fault diagnosis)又称为技术诊断(technical diagnosis)-采用一定的诊断方法和手段,确定机械设备功能失常的原因、部位、性质、程度和类别,明确故障的存在和发展。

(3) 简易诊断(simple diagnosis)-使用简易仪器和方法进行诊断。

(4) 精密诊断(meticulous diagnosis)-使用精密仪器进行的诊断(优于精确诊断或精度诊断术语)。

(5) 故障征兆(symptom of fault)(或称故障症状)-能反映机械设备功能失常,存在故障的各种状态量。

(6) 征兆参数(symptom of parameter)-能有效识别机械设备故障源故障的各种特征量,包括:原始量和处理量。

(7) 状态识别(condition recognition/identification)-为判断机械设备工作状态的正常与不正常和通过故障状态量的区别,诊断其故障的方法。

(8) 特征提取(feature extraction)-为了正确识别和诊断机械设备故障的存在与否,对征兆参数进行特别的处理。

(9) 故障类别(fault classification)-反映机械设备功能失常、结构受损、工作实效的专用分类、名称。

(10) 故障性质(nature of fault)-描述故障发生速度、危险程度、发生规律、发生原因等问题。

(11) 突发故障(sudden fault)-突然发生的故障。

在故障发生瞬间,必须采用实时监控、保安装置、紧急停机等措施。

(12) 渐发故障(slow fault)-故障的形成和发展比较缓慢,能够提供监测与诊断的条件。

(13) 破坏性故障(damaging fault)或称灾难性故障(catastrophic fault)-故障的发生影响机械设备功能的全部失去,并造成局部或整体的毁坏,难以修复重新使用。

(14) 局部性故障(local or damaging fault)-故障的发生仅影响机械设备的局部功能,经过修复可以恢复正常运行。

(15) 危险性故障(dangerous fault)-故障的发生将造成人员的伤亡,严重影响环境安全。

(16) 非危险性故障(undangerous fault)-故障的发生不造成对周围人员的重大影响。

(17) 技术性故障(technical fault)-故障的发生是由于技术原因,非人为原因。

(18) 人为故障(或主观故障subjective fault)-故障的发生是由于人的主观原因,如失职、误操作等原因所造成。

(19) 常见性故障(ordinary fault)-故障的发生比较普遍,有较多的样例,易于识别与诊断。

(20) 疑难性故障(difficult or unordinary fault)-非常见性故障,是随机械设备本身特殊条件而产生,需要有特殊的监测手段和诊断分析方法。

(21) 规则性故障(regular fault)-故障的发生或者扩大,具有一定可掌握的规律性。

(22) 随机性故障(random of irregular fault)-无规律可循的故障。

(23) 故障程度(severity of fault)-描述故障的严重程度,是属局部性故障。

(24) 在线诊断(on-line diagnosis)-是指诊断过程直接在现场,在机械设备运行过程中进行的诊断。

(25) 离线诊断(off-line diagnosis)-诊断过程离开现场,将诊断所需数据及信息经过采集手段,离开现场进行处理分析的诊断。

(26) 定期诊断(periodical diagnosis)-按预定时间进行的诊断。

(27) 连续诊断(监视)(continuing diagnosis or continuing monitoring)-为了及时掌握机械设备运行状况,以防止发生意外或特殊变化所采用的不间断监视与分析诊断的方法。

(28) 直接诊断(direct diagnosis)-凭借所采集到的征兆信号,不需要经过后继处理的诊断方法。

(29) 间接诊断(undirect diagnosis)-为诊断所用数据或非来自故障源的直接征兆参数(非第一原因)的诊断方法。

(30) 停机诊断(shutdown diagnosis)-在运行过程中无法诊断,必须停止机械设备运行的诊断。

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