基于振動信號的螺桿壓縮機(jī)故障診斷仿真研究.pdf

1、隨著螺桿壓縮機(jī)越來越多地作為核心設(shè)備在石油化工領(lǐng)域被應(yīng)用，其運(yùn)行的可靠性和安全性日益受到人們的重視，螺桿壓縮機(jī)一旦發(fā)生故障，往往造成整個工藝流程的停產(chǎn)，此外如果停機(jī)不及時，還會導(dǎo)致陰陽轉(zhuǎn)子“咬死”導(dǎo)致整個主機(jī)報廢，進(jìn)行螺桿壓縮機(jī)的故障診斷研究是非常必要的。為了降低產(chǎn)品的故障率、正確開展預(yù)知維修以及降低企業(yè)的服務(wù)損失，進(jìn)行螺桿壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)也是迫切的。因而本文采用有限元方法建立了螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型，并對其主要故障的振動特

2、征進(jìn)行了仿真和實驗驗證研究，進(jìn)而獲取其故障診斷所需的振動信號故障特征。
　　本文根據(jù)螺桿壓縮機(jī)工作原理和特點(diǎn)，基于ANSYS軟件采用有限元方法建立了轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型，對模型分別進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析。在分析中重點(diǎn)進(jìn)行了自由模態(tài)和支撐模態(tài)的分析，并采用瞬態(tài)動力學(xué)方法，進(jìn)行了時變故障激勵的加載，通過嚙合頻率下的簡諧激勵仿真轉(zhuǎn)子嚙合不良故障、嚙合頻率下的矩形激勵仿真轉(zhuǎn)子與機(jī)殼碰擦以及旋轉(zhuǎn)頻率下的簡諧激勵仿真不平衡故障，成功獲取了上述故

3、障的速度、位移、加速度和支反力的時域響應(yīng)，此外通過離散傅里葉方法獲取了響應(yīng)的頻域圖譜；通過對不同頻率激勵下的系統(tǒng)仿真獲取了各故障對頻率變化的響應(yīng)關(guān)系。通過對平衡等級、頻率、不平衡量下的仿真獲取了不平衡故障響應(yīng)與其的關(guān)系。
　　最后首先通過錘擊模態(tài)法對自由狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子模態(tài)進(jìn)行了驗證（驗證了一階固有頻率）；其次基于LabVIEW編制了螺桿壓縮機(jī)振動信號采集分析系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)采集和分析了陽轉(zhuǎn)子排氣端軸承座處的振動信號，分別驗證了嚙合不