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为了减少蒸汽、压缩空气、润滑油等工作介质外漏以提高效率,汽轮机等各类旋转机械动静间隙往往设计的很小,运行中很容易发生摩擦。摩擦发生后,轻则引起机组不稳定振动,重则导致大轴弯曲、轴瓦碎裂等恶性事故。摩擦故障监测对于机组的安全运行至关重要,而摩擦的早期检测方法一直是国内外的研究热点。 摩擦发生时,转子上将同时受到摩擦力冲击/热冲击的作用。本文首先建立了摩擦转子力冲击振动模型,在此基础上建立了摩擦热弯曲模型。结合某汽轮发电机组中压转子模型进行了仿真分析。对此转子不同工况下发生的摩擦振动进行了详细的仿真分析,研究了摩擦时转子振值、摩擦截面最高温度、转子热弯曲情况以及摩擦力变化趋势,总结了摩擦振动规律,为摩擦故障的诊断和治理提供了依据。利用摩擦故障珍断方法很好地对现场多台汽轮发电机组发生的摩擦振动现象进行了分析。 针对旋转机械早期摩擦故障难以检测的问题,利用到转轴振动信号对故障反应灵敏和加速度信号对冲击特征敏感的优点,提出了一种基于时延加速度的摩擦故障特征高效提取方法。针对早期摩擦冲击特征受噪声干扰较严重而难以提取的问题,通过时延方法消除振动信号中的噪声干扰,借助模糊数学理论建立了摩擦冲击特征的定量评估方法。通过建模对此进行了仿真分析;在转子碰摩故障实验台上进行了试验论证;采用此故障特征提取方法成功对多台汽轮发电机组早期摩擦故障进行诊断,验证其现场应用的可行性。 研究表明,该方法可以较好地提取早期摩擦特征,为故障诊断提供理论依据。