基于Matlab的转子典型故障诊断与分析

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1、!兰Q=Z轴承201O年7期36—38．47CN4l—l148／THBearing2010，No．7基于Matlab的转子典型故障诊断与分析丁平，徐桂云，石晓妹，张晓光(中国矿业大学a．机电S-程学院；b．信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：以旋转机械为研究对象，采用Matlab软件平台，通过绘制转子在不平衡、摩擦典型故障时的轴心轨迹图方法，监测和分析旋转机械的振动故障。采用平均法提纯了轴心轨迹图，减小了随机噪声的影响，还原出干净的轴心轨迹图。试验表明，采用Matlab方法不会造成数据量的减少及细节信号的丢失，能

2、较好地诊断转子的振动故障。关键词：Matlab；转子；故障诊断；轴心轨迹图；提纯中图分类号：TH133；TP206．3；TP806．1文献标志码：B文章编号：1000—3762(2010)07—0036-03DiagnosisandAnalysisofTypicalRotorFaultsBasedonMatlabDINGPing，XUGui—yun，SHIXiao—mei，ZHANGXiao—guang(a．SchoolofMechanicalandElectricEngineering；b．SchoolofInformat

3、ionandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Takingrotatingmachineryasresearchobjects，thevibrationfaultsaremonitoredandanalyzedbyusingMat-labsoftwareplatformtodrawtheaxisorbitchartoftherotorintheimbalanceandfrictionfa

4、ilure．Theaxisorbitchartispurifiedandrestoredbythemethodofaveragetoreducetheinfluenceofrandomnoise．Experimentsshowthatthemethodissimple，notcausingthedataamountreducingandthesignaldetailslosing，betterdiagnosingthevibrationoftherotorfauhs．Keywords：Matlab；rotor；faultdi

5、agnosis；axisorbitchart；purification旋转机械转子系统由于其本身的复杂性、支旋转机械中经常遇见的故障就是振动故障。承条件的特殊性和存在多种非线性因素的影响，振动主要有两种形式：一是自激振动，其振动频率在实际工作中经常会产生各种故障，如果不能及低于转子的回转频率，正是由于这种差异，在转子时发现和处理，可能导致重大的事故。轴心轨迹与定子之间产生交变的应力。当转子的转速大于是旋转机械转子振动信号时域分析的重要内容之临界转速时，自激振动经常突然发生，造成严重的一故障；二是强迫振动，是由于转子不平衡、不

6、对中，不同的轴心轨迹反映出不同的转子运动状态或故障的基本信息¨J。轴心轨迹图是从轴颈同一和安装偏差造成的，其振动频率等于转子的回转截面的两个相互垂直的方向上监测得到的一组振频率及其倍频。下面将介绍转子的不平衡和摩擦动信号，根据检测到的轴心轨迹图形状，可以分两种典型故障。析造成振动的具体原因，得出故障的前期征兆，对1转子不平衡故障试验防止故障的恶化和排除故障具有指导意义。因此，利用轴心轨迹图来诊断旋转机械的某些故障转子不平衡是由于转子系统的质量偏心及转子部件缺损造成的，除了转子本身因制造误差、材是可行的。质不均匀以及装配误差等

7、引起的初始不平衡以收稿日期：2009—12—07；修回日期：2010—02—02外，运行过程中转子积灰、结垢，零部件脱落、磨损作者简介：丁平(1984一)，男，汉族，安徽无为人，硕士研等也会造成转子的不平衡，引起较大的振动。究生，主要研究方向为设备智能监控、故障诊断。1．1试验方案E—mail：dingpxm@yahoo．cn。试验是在INV一1612型多功能柔性转子试验丁平等：基于Matlab的转子典型故障诊断与分析·37·台上完成的。在该试验系统中，电动机驱动转子原因以工频分量为主，并且转子的状态极不稳定。旋转，轴承为滑

8、动轴承，用两个非接触电涡流传感不平衡时轴心轨迹是一椭圆，且比正常时扁了很器分别安装在转子同一位置的垂直和水平方向，多，椭圆方向也发生了改变，轴心轨迹的重复性很用来测量垂直和水平方向的位移，电涡流传感器差，说明不平衡故障对转子轴心轨迹的影响很大。的前置器由一24V直流电源供电。电涡流传感器1