字木交 ； 赢理 论 ，甜 发 ，设 计 ，翩 造机 泵轴对中的评估与调整、房树 锋，韩雁 凌，吕宝 军，(海洋 石 油工 程 股 份有 限公 司 天 津30 04 52)S h a f t A lig nF A NG Shu-m e nntof Rotoa nnr c r a-ft，a nd Pu m a o，-pfeng，e e rHA N Yin g Commlin gT ianL V Bjumna( Of f s h o A bstrty pa cr eOil Ec eg inpaay，j int．3004 52Chin)art：Machinmefaauhsa r eu s u ally in duud bymsha f tt， anislignr am e nTheusha f tmislig nm e nm e ntof dr ivpetrain，hasthr e ene s ：pa r alle lo snisl igtn m e nt， ou s eb liqtoa mitymisealig nse nd palle lm o nobliqitytheisr aalig nvt．Inothisape rm e chaicalfatrults dia g nissticm eho d islt，da n alyzt—hefreign alsyocfs e n s o ri to r i n ggr edia lthm eibratio nu e n cftshepe cc o up lin gmof pow e ra n s mio．Thether e s u o atohede n ap litu dem e nqu e n cnhar a cte r is tic s teo s wtfor m~aeqytr uinstr u m ent，c o mpa rin gto： so n e smf go l iglig nt c o nd itioa c，c a nin d icahe thethe r eisislig nm e nt．Keyw o rdsha hisn mt ；c o u pl i n g ；mh inefault d ia g ntic机 械 设 备 的状 态 监 测 诊 断技 术 初 步形 成 于、l 960年直径做 圆 周运 动 如，代末术，，主 要 是 研 究 机 械 设 备 故 障诊 断 的 理 论、方法 和技其 诊 断 过 程 的 关 键 是 从 动 态 机 械 信 号 中提 取 故 障 特，图1所示。征 机 械 信 号 是 机 械 系统 在 运 行 过 程 中 测 试 仪 器 记 录 的。可 以证 明。各种 随 时 间变 化 的设 备 动 态信息，，是一个传 载机 械设 备，中间齿 套的 中心 转 动 的 角 速 度 为 转 子 转 动 角 速 度 的，信 息 的 时 间 函 数 反 映 了设 备 运 行 状 态 和 结 构 特 性 包 含 各 种 丰 富 的设 备故 障信 息，2倍。因此 当， ，。要 利 用 测 试 信 号 对 故 障进 行，电 机 转 子 高 速 运 转 时 中间 齿 套 就 会 产 生 很 大 的 离 心 力判 别 首 先 应 从 测 试 信 号 中提 取 有 用 的 特 征 信 息 即 利 用激 励 联 轴 器 产 生 径 向振 动频率 的2，其 振 动 频 率 为 电机 转 子 工 作信号 处 理 技 术 对 测 试 信 号 进 行 处 理处 理 方法 是 进行频谱分析，。目前 应 用 最 广 泛 的倍。即 从 机 械 设 备测 试 信 号 中 的。当转 子轴 线 之 间存在轴线偏转频 率 成 分 和 分 布情 况 来 判 断 故 障在机 械设 备 的调 试 现 场调 整 占有 很 大 的 比 例、，电机 与泵 类 设 备 的 轴 对 中，。当轴 对 中不 良时 就 会 加 剧 电机 和，位移时 称 为，泵 的磨 损 振 动 和 噪 音 降 低 设 备 的 功 率，。本文对轴不 对，偏角不 对 中 如图2，中的情 况 进 行 了 分 析 并 用 相 应 的 信 号 处 理 分 析 方 法 对机 械 设 备 轴 对 中 的情 况 进 行 评 估，所示。这 时 从 动轴 与主动轴 的角速 度是 不 同的，-，为后 续 维 护 调 整 提 供从 动 轴 的 角 速 度 为 ：0 9 2式中、山 ： ，∞ ．09 lC O S ~／ (1一sin。a c o s2~1)，依据1。分 别 为 主 动 轴 和 从 动 轴 的 角速 度 轴 的转 角。Ot为从轴不 对 中的详细 分 析 轴 不 对 中是 指 相 邻 两 转 子 的 转 轴 中 心 线 之 间 偏 斜 或动轴 的偏斜 角，妒 。为主动，偏 角 不 对 中使 联 轴 器 次。转 动 时产 生一个 弯 矩 弯矩 的 作 用 倾 向 于 减 少 主 从 动 两 轴一偏 移 程 度 轴 不 对 中又 可 分 为 平 行 不 对 中 偏 角 不 对 中 和。，中心 线 的 偏 角 轴 每旋转。，周 该 弯 矩 作 用 方 向交 变，一，平 行 偏 角不 对 中3种情况。因此 偏 角 不 对 中使 联轴 器 在 径 向 和 轴 向产 生 工 频 振 动，当转 子 轴 线 之 间 存 在 径 向 位 移 时 称 为平 行 不 对 中，。在 实 际 的联 轴 器 连 接 上，，电机 与 泵 的轴 系 之 间 往 往，，此 时 联 轴 器 的 中 间 齿 套 与半 联 轴 器 之 间 组 成 移 动副 不，既 有 径 向 位 移 又 有 偏 角 位 移 因此 同 时 存 在 着 平 行 偏能相对转 动，但 中间齿套却与半联 轴器 产生 滑 动而 作平角 不 对 中 当 电机 转 子 转 动 时 就 有。，一个 两 倍 频 的径 向 力面 圆周 运 动 即 中 间 齿 套 的 中心 是 沿 着 以 径 向 偏 移 却 为，和一个 同频 的 附加 力 使 电 机 与泵 轴 系联 轴 器 发 生 二 阶 和机械工 程 师2 0 10年第8期l17字木交 流理 论 ，研 发 ／设 计 ／嗣 遵例教学的研究与实践 机械优化设计课程案李昱。黄平，( 华南理 工 大 学 机械与汽 车工 程 学 院 广州 5 10 6 4 1 )Re s e a r cha nd Pr a cticeof Cas eTe a ch in g in th e C，o u r s eof Me chanical O p timGugz hoal De sig n)，L I M in (S c ho o l《 )H UA NG Pin gtsf Me (： a nhi(．ala nd Aoutom o tiv eEng ine e rin ga，So uh ChinaUn ive r sityn cof Technolo g y，a nu5 10 6 4 1 C h i n，aA bs trDroa ct：T hechar a cte r is tic sof Mecchaanical Op timal Deig na na n adtheefu．t io naofc a s e a tio n snte a coh in ge a s ea r ein tr o duc eda ncdntheblern s ain theste a ca r eh in gf Mehamnicl Op timl D e s ig noa r es elyz，dThepp p licfte a ch in g to Me，hanica na naldOp t imc a s eI Deig izn a‘dis．c u s s e s e s o od fr othec a na s pe c t sfc a s e sletsc’t io nc a s er e sr e s e n ata tion，c a s e s c oa n as oly s isfc a s es ol u t ios u m In a rt io naCate a ch in ge e rins a cpirethetudenin tet，brodetheirpec r e ativ eth in k in g，dstr e neg thew o rnthe ilbilitiehanfe ng inain g p r；ctic e te acKyds： m e cicalp t iml de s ig na s eh i n g ；cr e at i v i t y ；pr a ctm e基 金 项 目 ：广 东 省 研 究 生 示 范 课 程 建 设 项 目 ( 0 9 S F K C 0 5 ) ；华 南 理 工 大 学机 械 基 础 国 家级 实 验 教 学 示 范 中心 创新 性 实 验 教 学项 目 ( J 2 0 0 7 2 1 )一1机 械 优化 设 计 课 程 及 其 特 点 机 械 优 化设 计 是 机 械 类 研 究 生 和 高 年 级 本 科 生 的 选” “-修 课 也 是 现 代设 计 理 论 与方 法 课 程 的重 要 组 成部 分，。阶 径 向振 动频率为 5 倍工 频。，A／ D采样频率为 3 2 倍工 频。为 了能够，2信号分析对 比 机 械 故 障诊 断 分 析 的一实时分析 在对，A／ D采 样 后 的数 字 信号 进 行 滤 波 时 采 用，般过程 如图4所示了快速傅立 叶变换方法。即 可 得 到 轴 不 对 中振 动 幅 值 按一信号采 集 使用 电涡流位移传感器 固，频率 分 布 的 情 况、。图5。是获取 的个 轴 对 中不 良信 号 的G V )了 上 可 以 看 出，————＼感器 电涡 流 位 j 引专 位移 量 ／时域 频 域 特 征 分 析 图从其 频 域 图、，■游、、——藿l3F信号 幅 值 在 频 率成尖 峰，一倍工频 ( 1 × ) 两 倍 工 频 ( 2 x ) 时很 大 形?定在垂 直 于 从动轴 的方 向，，分 别 对 应 联 轴 器 偏 角 不 对 中 和 平 行 不 对 中两 种。情 况 而 平 行 不 对 中尤 为 明 显3测 量 从 动轴 半结 (1论)利 用 机 械 信 号 处 理 分 析 的 方 法 可 以 判 断 是 否 存、、—／中 不 对 中 的 表 现 形 式 以 及 不 对 中 的程 度 ( 2 ) 利用 便携 式 频 谱 仪 可 以 很 方 便 地 获 取 工 作 中联。，机 械故 障诊 断流 程电涡 流位轴 器 径 向振 动 频 谱 步 调 整 提 供依 据[1][2 ] [3 j．，与 以 往 同类 调 整 良好 的 设 备 在 相 同一移传感器 获取的信号经 过 放情 况 下 的频 谱 图 相 对 照 可 以 评 估 轴 对 中 的 情 况 为 进， ，(t )。。门 n ＼ n 以八 厂 ／ ＼＼ JVuV大j、抗混 叠 滤A／ DV0波后 经采[ 参考 文 献 】 陈 进 机 械 设 备 振 动 监 测 与故 障 诊 断 [ M ] 上 海 ： 上 海 交 通 大学．G (厂 )样 转 化 为数 字／ ＼j llz 缸出 版社 黄 文 虎 夏 松 波 刘 瑞 岩 等 设 备故 障 诊 断 原 理 技 术 及 应 用，19 9 9．，，，．、信号八．3z一，再经 傅，、 、一立 叶变换就可，[ M ] 北 京 ：科 学 出 版社 1 9 9 6 史 习 智 等 信 号处 理 与软计算 [ M ] 北 京 ：高等教育 出版 社 2 0 0 3．，．，．．，．缸提 取 出有 用 的(编辑 立明)图52信 号 时 域 频域 图、 ，信号。由于 最作 者 简 介 ：房 树 锋 ( 1 9 7 8 ) 硕 士 研 究 生 目 前 从 事 海 洋 石 油 设 备 技 术一。，高有用 信号 为，支持 工 作—。倍 工 频 因 此 抗 混 叠 滤 波 器 设 计 为低 通 滤 波 器 其 截 止，收 稿 日 期 ：2 0 10 0 3 3 0—18l机械 工 程 师2 0 10年第 8 期
字木交 ； 赢理 论 ，甜 发 ，设 计 ，翩 造机 泵轴对中的评估与调整、房树 锋，韩雁 凌，吕宝 军，(海洋 石 油工 程 股 份有 限公 司 天 津30 04 52)S h a f t A lig nF A NG Shu-m e nntof Rotoa nnr c r a-ft，a nd Pu m a o，-pfeng，e e rHA N Yin g Commlin gT ianL V Bjumna( Of f s h o A bstrty pa cr eOil Ec eg inpaay，j int．3004 52Chin)art：Machinmefaauhsa r eu s u ally in duud bymsha f tt， anislignr am e nTheusha f tmislig nm e nm e ntof dr ivpetrain，hasthr e ene s ：pa r alle lo snisl igtn m e nt， ou s eb liqtoa mitymisealig nse nd palle lm o nobliqitytheisr aalig nvt．Inothisape rm e chaicalfatrults dia g nissticm eho d islt，da n alyzt—hefreign alsyocfs e n s o ri to r i n ggr edia lthm eibratio nu e n cftshepe cc o up lin gmof pow e ra n s mio．Thether e s u o atohede n ap litu dem e nqu e n cnhar a cte r is tic s teo s wtfor m~aeqytr uinstr u m ent，c o mpa rin gto： so n e smf go l iglig nt c o nd itioa c，c a nin d icahe thethe r eisislig nm e nt．Keyw o rdsha hisn mt ；c o u pl i n g ；mh inefault d ia g ntic机 械 设 备 的状 态 监 测 诊 断技 术 初 步形 成 于、l 960年直径做 圆 周运 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信号 为，支持 工 作—。倍 工 频 因 此 抗 混 叠 滤 波 器 设 计 为低 通 滤 波 器 其 截 止，收 稿 日 期 ：2 0 10 0 3 3 0—18l机械 工 程 师2 0 10年第 8 期