单盘转子碰摩条件分析

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转子摩擦故障诊断

转子发生摩擦故障，从机理上分析有两类情况
①转子与静子零部件发生干摩擦，这是最常见的摩擦故障。
例如:高速旋转的转子与迷宫密封件之间的摩擦，叶轮口环与密封环之间的摩擦，叶轮与隔板之间的摩擦，轴颈与轴承之间的摩擦，轴与浮动环之间的摩擦等。
这类摩擦故障的起因，可能是转子与静子之间的安装间隙太小、轴承间隙太大或太小、轴存在挠曲变形、轴位移量过大或轴有蹿动、转子与静子部件热膨胀量不一致、润滑系统故障以及其他原因引起的转子大振动(如:过大的不平衡、不对中、油膜振荡、流体激振、转子和轴承系统的共振等)。
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如果转子不旋转.仅由涡动角速度Ω引起转子与静子直接接触的力是不大的。但是当转子高速旋转时发生碰摩，作用于转子上的反弹力和摩擦力均很大。
碰摩后的瞬间，转子表现为横向自由振动，振动频在一起，形成一种复杂的转子振动形态。
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图 (a), (b)分别表示轻摩擦转子与重摩擦转子的三坐标图和轴心轨迹。
图(a)为轻摩擦转子，频谱中除了出现工频ω和2ω，3ω的高次谐波成分之外，在不同转速下出现ω/2或ω/3，ω/4，ω/5的低次谐波成分。随着转速的升高，次谐波的阶次由高变低，某一转速下出现的次谐波在图中横坐标上对应的频率，实际上就是转子在该状态下的一阶自振频率。
转子与静子碰摩时，大部分情况下转子作前向进动。反弹力P和切向摩擦力F的大小，主要受转子不平衡质量的影响。这些力在转子涡动周期内，按其接触圆弧大小发生变化，因而转子振动情况也在变化。
转子碰摩后发生转速波动，波动幅度大小取决于摩擦转矩的大小，碰摩瞬时转矩增大，转速瞬间下降，摩擦转矩消失阶段，又会发生短暂时间的转子扭转振动
机器在工作中如果发生摩擦，不仅会产生转子或大或小的振动，同时也会带来零部件的损伤甚至引发重大的破坏性事故。

简单转子系统单点碰摩故障研究

简单转子系统单点碰摩故障研究作者：黄鹏常亮李大星来源：《中国科技博览》2015年第30期[摘要]本文以单跨双盘转子为研究对象，针对转子系统单点碰摩故障的周期性问题，建立了单跨双盘转子系统的集中质量动力学模型和运动微分方程，并考虑陀螺力矩的影响，运用Newmark-β数值算法研究了系统随转速变化的动力学行为。

通过碰瀑布图对系统单点碰摩的周期性特征。

通过研究发现，系统的单点碰摩响应主要为周期运动。

[关键词]单点碰摩；转子；周期特征；数值算法；集中质量中图分类号：U464.331+.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0033-010 概述随着对旋转机械高转速高效率的要求越来越高，转子与定子的间隙越来越小，导致转子和定子间的碰摩故障经常发生，直接影响了高速旋转机械运行的可靠性和稳定性。

带有碰摩故障的转子系统是分段线性刚度的非线性振动系统，具有丰富的非线性动力学现象[1]。

国内外众多学者对简单转子系统的碰摩故障进行了研究。

马建敏等[2]对单盘转子系统碰摩运动规律进行了理论分析；袁惠群等[3]研究了非线性转子系统碰摩故障的分叉与混沌行为；张思进等[4]利用非线性理论通过建立转子系统碰摩的Poincare映射，将对非光滑碰摩系统的研究转化为对Poincare映射的分析；Zhengce Sun研究了Jeffcott转子系统碰摩故障引起的系统周期运动、拟周期运动和混沌运动特性；Q.-S.Lu用解析法和数值法研究了碰摩转子中周期运动的存在性。

本文以单跨双盘转子系统为研究对象，对转子系统升速时的周期运动进行研究，对系统周期运动发生变化时的多周期现象进行了说明。

1 碰摩转子模型的建立碰摩系统模型如图1所示。

碰摩点选在圆盘1处，主要研究圆盘1的动力学特性。

根据模型列出碰摩系统的运动微分方程：其中，u为系统的广义坐标向量；M为系统的质量矩阵；C为系统的阻尼矩阵[5]；G为陀螺矩阵；K为系统的刚度矩阵；P（t）为系统的广义力向量；Fr（u）为碰摩力向量。

转子摩擦故障诊断

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3. 4. 1干靡擦故障的机理和特征

转子与静子之间发生的干摩擦有轻重之分。轻摩擦，如转子与迷宫密封齿之间的摩擦、轴颈与轴承表面巴氏合金之间的轻微摩擦属于表面擦伤，由于摩擦力不大，并不影响转子的运动特性，也不会产生很大的转子振动，机器未停车拆检之前往往没有发现问题。重摩擦，是指转子与静止部件之间发生碰撞摩擦，产生较大的摩擦力，有时甚至发生360的整周接触摩擦，显然这种摩擦就会引起转子很大振动，并且对机器零部件带来严重损伤。在摩擦故障的诊断中，局部碰擦和整周接触摩擦的故障特征是不同的，利用振动信号进行诊断是常用的方法:
转子发生摩擦故障，从机理上分析有两类情况

①转子与静子零部件发生干摩擦，这是最常见的摩擦故障。

例如:高速旋转的转子与迷宫密封件之间的摩擦，叶轮口环与密封环之间的摩擦，叶轮与隔板之间的摩擦，轴颈与轴承之间的摩擦，轴与浮动环之间的摩擦等。
这类摩擦故障的起因，可能是转子与静子之间的安装间隙太小、轴承间隙太大或太小、轴存在挠曲变形、轴位移量过大或轴有蹿动、转子与静子部件热膨胀量不一致、润滑系统故障以及其他原因引起的转子大振动(如:过大的不平衡、不对中、油膜振荡、流体激振、转子和轴承系统的共振等)。机器在工作中如果发生摩擦，不仅会产生转子或大或小的振动，同时也会带来零部件的损伤甚至引发重大的破坏性事故。对于摩擦故障，需要查找出发生转子摩擦的直接或间接原因。只有找到并消除第一故障源，才能从根本上解决摩擦故障问题。

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（2）摩擦接触弧增大时的故障特征当离心压缩机发生喘振、轴承油膜振荡等大振动时，转子处于完全失稳状态，转子在轴承、密封等处表面作大面积摩擦，甚至发生整周摩擦，产生很大的摩擦力。在整周摩擦时。高的摩擦力可使转子由正向涡动变为反向涡动。转子发生重摩擦，且摩擦接触弧较大时，在波形图上就会产生单边波峰 “削波”现象，这时将在频谱上出现涡动频率与转速频率的和差频率成分，即产生 n m 的频率成分另外，由于转子振动进入了非线性区，因而在频谱上还会出现幅值升高了的高次谐波。从实验研究中得到如下几点结论。

单跨度转子柔性碰摩振动特性研究

很大的不同的。硬性碰摩时，是在部分碰摩情况下动尤其
承支架支撑。方向和ｌ方向分别表示水平方向和垂直，
方向，向为轴向方向，ｚ方Ｏ为定子形心位置，为转子形
心位置，５为圆盘重心位置，转子初始偏心距为ｅ初始相，
Ｌｃｕ，ＵｎｋｉＩＹｕｈｎＬＩＹｏｇａＡｂｔａｔｈｔｅｔａｄｌｆｏｐｅｔｒｌａｄｔｒｉｎｌｉｒｔｎｓｇｖｎｏｔｎｈｅｉｌｕｂｎａｅｐｉｓｒｃ：Ｔｅｍａｈｍａｉｌｍｏｅｕｌｄｌｅａｎｏｓｏａｂａｉｓｗａｉｅｕｄｔｅｆｘｂｅｒｂｉｇｗｓｓｔｎｃｏｃａｖｏａｌｕ
ｔｉｐｐｒｈｒｒｎｉｅｅｔｖｎｈｒｃｅｉｉｓｃｎｂｏｎｙｃｎｒｓｉｇｔｅｍｏｉｇｃａａｔｒｔｓｏｉｇｅｓａｏｏｈｓａｅ．Ｔｅｅａｅｍａｙｄｆｒｎｆｍｏｉｇｃａａｔｒｔａｅｆｕｄｂｏｔｔｈｖｎｈｒｃｅｉｉｆｓｎｌｐｎｒｔｒｓｃａｎｓｃ
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１・２
单跨度转子柔性碰摩振动特性研究
黎瑜春，永凯刘
（华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京１）
摘要：本文给出了单跨度转子柔性碰摩数学模型并建立起柔性碰摩实验，用实验对比了转子在无碰摩和有柔性碰摩下利的动力学特性。通过实验分析发现在有无柔性碰摩下存在着许多不同的振动特性。发现了柔性碰摩除了提高转子的临

单磨粒的转子配流盘摩擦磨损规律研究

单磨粒的转子配流盘摩擦磨损规律研究摘要：航空液压泵的故障问题中，柱塞泵中转子-配油盘摩擦副对于保持液压泵的容积效率非常重要，而磨粒磨损是造成其泄漏的主要原因。

现根据磨粒磨损理论，结合转子与配流盘间的实际情况，建立了磨粒磨损理论模型，提出了配流盘上磨粒的磨损量期望的理论计算方法。

由转子配流盘间的间距仿真结果，得出转子与配流盘间的间距呈周期性起伏。

并为磨损量的实时曲线仿真提出了可行的流程方案。

进行了数值计算，通过matlab仿真模拟了磨粒在磨损过程中的压入深度变化。

关键词：磨粒磨损;转子配流盘;摩擦学引言航空液压泵是飞机起飞、操纵、起落架收放和刹车的关键部件。

飞机液压泵一旦发生故障，轻则引起飞机液压系统不正常工作，重则造成机毁人亡，带来巨大的经济损失和不良的国际影响。

据统计，航空液压泵80%以上的故障是由于磨损污染造成的。

尤其是飞机液压系统向高压化方向发展，油液污染导致的液压泵磨损愈加显著[1]。

而在这磨损之中，柱塞泵中转子-配油盘摩擦副对于保持液压泵的容积效率非常重要，试验数据表明[2]，该摩擦副的泄漏量占液压泵全泵泄漏量的70%以上。

国内外大量学者都针对该摩擦副的磨损进行了大量研究工作。

一直以来，磨损是国内外摩擦学研究的重要部分。

人们对磨损机理的分析和理解也愈加成熟。

Jacobson等[3]建立了考虑多个磨粒同时作用的纯切削过程的统计学模型。

利用该模型研究了磨粒尺寸、载荷及工件表面硬度对磨损率的影响。

预测了发生接触的磨粒数量和磨损表面形貌。

方亮等人[4]为探讨三体磨料磨损中磨料颗粒粒径的分布对材料磨损性能的影响，通过试验结合正态概率分布坐标分析的方法，比较准确地得到磨料粒径的分布情况。

ArnoldIsmailov等[5]人用硬度不同的两种磨粒粉进行了磨损实验，发现对于硬度低的磨粒，滑行速度越快，越不易磨损。

对于硬度高的磨粒，速度越快，磨损越严重。

转子与配流盘间的磨粒磨损是一个非常复杂的过程，这是一个实时变化的随机过程，并且磨粒的分布也具有随机性。

转子摩擦

摘要碰摩转子系统非线性动力学数值模拟分析摘要碰摩转子系统是旋转机械中最重要的部件，在工业领域中起着无法替代的作用。

随着技术的发展，旋转机械向着高速化、轻型化、高负荷方向发展，对旋转机械提出更高的要求，也给转子系统带来更多的非线性问题，推动了非线性科学以及转子动力学的发展。

目前，国内外大部分研究者利用非线性理论以及转子动力学对转子系统碰摩、裂纹以及松动等典型故障做出了大量研究，分析故障转子的分岔与混沌行为，但目前主要对故障转子单一故障研究较多，对耦合故障研究较少，实际中存在多种故障耦合作用对转子系统行为的综合影响。

本文由简入深地对故障转子系统进行研究，首先研究了只含有碰摩条件下，不考虑其它因素的故障转子，分析了频率比、偏心量对转子响应的影响；其次研究了含碰摩与裂纹耦合故障转子系统，考虑了材料的非线性以及油膜力作用，分析了裂纹深度、偏心量以及定子刚度对转子响应的影响；最后研究了碰摩-裂纹-松动耦合故障转子系统，分析了裂纹深度、定子刚度以及底座质量对转子响应的影响。

本文采用的方法是对微分方程进行无量纲化，采用4阶龙格库塔法对非线性微分方程进行数值模拟，采用分岔图、庞加莱映射图、轴心轨迹图、时域图、频域图分析了三种转子故障所表现出的不同的非线性动力学行为，理论上分析了产生非线性特性的原因，为进一步深入研究转子故障提供了理论依据。

最后，总结本文所做的主要工作，提出研究过程中的不足，为以后更好地研究转子故障提供方向以及研究趋势。

关键字：碰摩；裂纹；松动；庞加莱映射I昆明理工大学硕士学位论文AbstractResearching on the nonlinear dynamics of rub-impact rotor system by numerical simulationAbstractRotor system with rub-impact is the most important component of rotary machinery, which plays an irreplaceable role in the field of industry. With the development of technology, rotating machinery is towards high-speed, light-weight, high load direction, so the rotating machinery needs higher requirements and also brings about more rotor system nonlinear problems, promoting the developments of nonlinear science and rotor dynamics.At present, most of the researchers have made a lot of researches on typical faults of rubbing, crack and loosen by using the theories of nonlinear rotor system and rotor dynamics, analyzing bifurcation and chaos behaviors of rotor, but mainly studying on single fault of rotor more and on coupling fault less, the actual existence of various coupling faults of rotor system have comprehensive effected on nonlinear behavior.The rotor system fault was studied from simply to deeply, firstly studying the influence of rotor system only with rub-impact condition without considering other rotor faults by the frequency ratio and the deflection; secondly studying the influence of rotor system with the rub-impact and crack coupling faults, considering material nonlinearity and oil film force by the crack depth, the deflection and the stiffness of the stator; lastly studying the influence of rotor system with the coupling faults of rub-crack-loosen by the crack depth, the stiffness of the stator and the stator base quality of rotor, dynamics equations was established to analyze the nonlinear characters. The method of dimensionless was used in different equations and 4 order Runge-Kutta method was used to numerical simulate different nonlinear equations, the bifurcation diagram, Poincare map, chart of axis orbit, time domain, frequency domain were used to analyze the influence of rotor response. Corresponding different nonlinear dynamic behaviors caused by three kinds rotor faults were analyzed, theoretical analyzing the reasons for the generated nonlinear characteristics, whichIII昆明理工大学硕士学位论文IV provides a theoretical basis for further analyzing of the rotor faults.Finally, the main work was summarized in this paper and the insufficiency was putting forward in the research process, which were better for the future researching direction and provide failure research trends.Key Words: rub-impact; crack; looseness; Poincare map目录目录摘要 (I)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 课题研究的目的和意义 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.2.1 转子动力学以及碰摩故障研究现状 (2)1.2.2 非线性动力学研究方法的研究现状 (3)1.2.3 非线性动力学理论研究现状 (4)1.2.4 转子系统的不平衡响应 (5)1.2.5 转子系统的状态监测与故障诊断 (6)1.3 本文的主要研究内容 (7)第二章非线性动力学理论基础 (9)2.1 分岔理论概述 (9)2.2 混沌理论概述 (9)2.3 碰摩模型概述 (10)2.4非线性微分方程的研究方法 (10)2.4.1 分岔图 (10)2.4.2 相图 (10)2.4.3 Poincare映射 (10)2.4.4 时域图 (11)2.4.5 频谱图 (11)2.4.6 李雅普诺夫指数 (11)2.5 非线性油膜力计算表达式 (12)2.5.1 非线性油膜力对转子响应的影响 (12)2.5.2 油膜力的线性化 (12)2.5.3 稳态短轴承油膜力表达式 (12)2.5.4 修正短圆瓦轴承油膜力表达式 (13)2.6 龙格-库塔法（Range-Kutta） (14)2.7 本章小结 (14)i昆明理工大学硕士学位论文ii 第三章含有碰摩故障转子系统非线性动力学分析 (17)3.1碰摩概述 (17)3.2 碰摩转子系统动力学模型的建立 (18)3.2.1 碰摩力 (18)3.2.2 运动的微分方程 (19)3.3 碰摩转子系统非线性动力学分析 (19)3.3.1频率比λ对转子响应的影响 (20)3.3.2 偏心量对转子响应的影响 (24)第四章考虑油膜力下碰摩-裂纹耦合转子系统非动力学分析 (31)4.1 轴的裂纹刚度模型描述 (31)4.1.1 开裂纹 (31)4.1.2 开闭裂纹模型 (31)4.2碰摩-裂纹耦合转子系统动力学模型的建立 (32)4.3 碰摩-裂纹耦合转子系统非线性动力学分析 (33)4.3.1 裂纹深度对转子响应的影响 (34)4.3.2 偏心量对转子响应的影响 (37)4.3.3 定子刚度对转子响应的影响 (44)4.4 本章小结 (50)第五章考虑碰摩-松动-裂纹耦合故障转子系统非动力学分析 (53)5.1 碰摩-松动-裂纹耦合转子系统动力学模型的建立 (53)5.2 碰摩-裂纹-松动耦合转子系统非线性动力学分析 (55)5.2.1 裂纹深度对转子响应的影响 (55)5.2.2 偏心量对转子响应的影响 (59)5.2.3 定子刚度对转子响应的影响 (61)5.2.4 底座质量对转子响应的影响 (65)5.3 本章小结 (68)第六章结论与展望 (71)6.1 本文的主要工作 (71)6.2 存在的问题 ..................................................................................... 71 致谢 ............................................................................................................................... 73 参考文献 ........................................................................................................................ 75 附录A （攻读硕士学位期间发表的论文目录） (79)第一章绪论第一章绪论1.1 课题研究的目的和意义旋转机械是指航空发动机、汽轮机、压缩机等转子系统，广泛运用于机械、航空、电力等行业。

汽轮机转子动静碰摩理论分析及判别特征

系增加了１或数个支点，态刚度增加，有可能个动则
８ｏｔ
Ａｌ＂（＂一（一￡ｒ８ｒ２￡（３ｒｒ））：）
（）２
使转子的正常Ｔ作转速接近临界转速而导致振动
失稳
式中时出现峰值。２２动静碰摩时汽轮机的影响．当转子发生动静碰摩时，会出现轴系刚度变
汽轮机组正常运行时的振动信号时域波形为
正弦波（通强迫振动）当发生碰摩后，障振动普，故波形必然会发生改变，当碰摩较为严重时从波形上能够明显看到削波现象
轴心运动轨迹会因为只有１碰撞点而出现８形个字
等＋宰＋ｍＯＯ）０（）ｃ＝ｅ２Ｓ￡Ｆ．（一１ＪＣ
ＵＵ
式中：为当量阻尼；当量质量：当量刚度；ｃＭ为Ｋ为 ∞ 为圆盘旋转角速度；为圆盘质量偏心的偏心距；１ｇ／１
为圆盘质量。
通过推导可得转子系统的一阶临界转速为∞ ＝
图１转子动静碰摩简化模型
脉冲的激振力，这个激振力会改变汽轮机组的振动形态，轮机转子一承系统的各阶固有频率都汽轴有可能被这个脉冲激振力激发出来，所以此时发生动静碰摩的振动频谱是由工频分量为主的旋转激振力造成的强迫振动和碰摩产生的冲击脉冲激振力造成的自由振动叠加而成的，使振动的高频分量增加。碰撞在转子上产生较大的法向力和切向力。碰摩点限制了转子运动，从而使振动波形发生畸变，波形上出现削波现象。（）系刚度变化效应３轴

旋转机械转子碰摩故障诊断

第１卷７
过去人们认为碰摩故障主要是其它故障的后继征兆，例如，子质量不平衡、转偏心都会导致碰摩故障的发生。以，所对碰摩故障发生的机理及其信号特征的研究一直比较滞后。在我国，每年都会
有大机组发生动静碰摩而出现大的振动，但是在实际处理过程中却往往要走弯路，由碰摩引起的振动有时被怀疑为质量不平衡，或者被认为是由
转子是旋转机械的重要组成部分，在高速旋
转机械中为了提高机器效率，往往尽量减小密封问隙和轴承间隙，以减少气体和润滑油泄漏。但是
旦达到机组的动静问隙值，都可能与静止部件发生碰摩。２由于不平衡、（）油膜振荡等原因使轴颈处于极端的位置，整个转子偏斜，或者是非转动部
摘要：介绍了转子碰摩故障特征、原因及其类型，对转子碰摩故障诊断存在的问题进行了分析，探讨了转子碰摩故障诊断的对策。通过具体的碰摩故障诊断实例，对比分析了经典线性方法的
局限和多尺度非线性方法的优势。
关键词：转子碰摩；非线性方法；旋转机械；故障诊断
中图分类号：ＨＩＴ３文献标识码：Ｂ文章编号：６１４６（０６１０４ — ２１７ — ９２２０） — ０９００
维普资讯
炼油与化工
２０年第１０６期
ＲＥＦＮபைடு நூலகம் ＩＮＧＡＮＤＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ
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旋转机械转子碰摩故障诊断
申梅英
（大庆石油化Ｔ总厂机动工程部，黑龙江大庆１３１）６７４
且发生横向自由振动。碰摩引起的振动频率中包

转子动静碰摩对临界转速的影响分析

ｆ（ｐ）ｈ；：ｈ ‘ ：一ｈ４：ｈ；：０
图１考虑联轴器的模型简图
图２模型计算分段图
传递矩阵法的基本原理是依次建立转轴各截面参数之间的传递矩阵关系，并使之
满足相应的边界条件，从而确定临界转速。（ａ）集中质量站的传递矩阵和结构简为：
２试验研究
２．１试验条件本试验器是三盘转子故障模拟试验器，陔试验器及结构简图见图３所示。轴的直径和长度分别为６ａｍ和４ｒ００ａｍ，转子圆盘ｒ直径和宽度为６０ａｍ和１ｒ２ａｍ。ｒ
式中，为点质量，Ｃ为弹性支座的刚性系数，Ｅ为材料弹性模量，Ｊ为截面惯性矩，Ｐ为临界转速。没有弹性约束，则Ｃｋ＝０。刚性支座是一个跨度的结束，下一跨度段的始端状态参数与前一跨度段的终端状态参数间的关系为： ¨¨
ＩＪ
证，研究结果可为转子故障的诊断提供参考
依据。
０１Ａ＂
～
ｌ－ｒ）
Ｏ
关键词动静碰摩：传递矩阵法；临界转速
ＩＪ，，
Ｌ口』
引言
转子碰摩轻则引起机器异常振动、磨损，霞则造成严重破坏，酿成恶性事故。转予动静碰摩问题的研究，已日益引起相关领域科技工作者的关注。水文从理论数值仿真和试验两个方面研究，从而得出转子动静碰摩对临界转速的影响。

航空发动机转子不平衡下转静碰摩试验分析

航空发动机转子不平衡下转静碰摩试验分析发布时间：2022-01-05T09:15:50.398Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：赵丹[导读] 据笔者调查研究显示，航空发动机转子不平衡问题的主要原因为发动机的风车不平衡所导致的。

湖南机场股份有限公司长沙机场分公司机务保障部 410137摘要：近年来，随着我国社会经济及社会科技的发展，我国航空领域也得到了快速的发展。

然而，在航空领域发展的过程中发现，航空发动机转子不平衡问题会导致发动机风车受到严重的损伤，极有可能引发较大的安全事故，因此，开展对航空发动机转子不平衡的研究尤为重要。

基于此，本文展开了对航空发动机转子不平衡下转静碰摩试验分析，希望对相关人员有所启示。

关键词：航空发动机转子；不平衡状态；转静碰摩试验；风车引言：据笔者调查研究显示，航空发动机转子不平衡问题的主要原因为发动机的风车不平衡所导致的。

当发动机的风车受外力作用下，风车会处于一种持续运转的不平衡状态，这就导致风车很容易受到损伤，并与发动机产生转静碰摩，这严重影响了航空发动机的正常使用。

因此，本文开展了对航空发动机转子不平衡下转静碰摩试验分析，在分析了模拟转子试验模型后对试验验证进行了分析，故而具有较大的可靠性。

1、航空发动机转子不平衡下转静碰摩概述近年来，随着我国航空领域的不断发展，我国的航空工业也得到了快速的发展，为了满足航空领域的发展需求，发动机的推质比越来越高，发动机的性能越来越好，这对我国航空事业的发展起到了不小的推动性力量。

就目前情况而言，我国航空工业为了能够使得发动机能够更好的为航空器提供动力来源，选择不断增加发动机叶片的尺寸，致使大涵道比涡扇发动机叶片尺寸越来越大。

从正反两面来讲，这虽然能在一定程度上提高发动机的运行能力，但这也会导致发动机对叶片、转子的依赖性进一步增强。

叶片一旦出现问题，将会对整个发动机产生较为严重的影响。

在实际发动机使用的过程中，由于会受到多种外界的干扰因素导致发动机的运行稳定性不佳，如气流、鸟撞等问题都会导致发动机受到损伤，更为严重时也会导致发动机叶片掉落，致使发动机的风车处于不平衡的运动状态，而此时发动机的风车将会产生碰摩，这就给整个航空器的使用安全性带来了严重的影响。

转子碰摩振动故障处理

转子碰摩振动故障处理郭增辉长沙理工大学 410076 200423190211摘要：汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰摩是运行中常见故障,而转轴碰摩是机组起动和正常运行中振动突然增大的主要故障之一。

汽轮机动静部分碰磨对造成的危害是非常严重的,据国内汽轮机弯轴事故统计表明,其中86 %由转轴碰磨引起,转轴碰磨严重时会引起轴系破坏。

因此,分析和研究汽轮机动静部分发生碰磨的原因,可避免事故的发生,以保证机组的安全可靠运行。

Abstract：The steamship power set rotates the part and the static part bumpstouches is in the movement the common breakdown, but the revolutionaxis bumps touches is one of major failures which in the unit startingand the normal operation vibrates suddenly increases. Turbine movement on the part of rubbing the harm caused is very serious, according to bend axis turbine domestic accident statistics show that, of which 86 percent from Shaft rubbing caused Shaft rubbing shaft will cause serious damage. Therefore, the static and dynamic analysis and research Turbine occurred rubbing some of the reasons for the occurrence of accidents can be avoided to ensure the safe and reliable operation of the unit.关键词：碰摩，振动，故障，弯轴，动静部分，危害，安全，统计，严重，避免。

汽轮机动静碰磨的原因分析及处理

汽轮机动静碰磨的原因分析及处理汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰摩是运行中常见故障,而转轴碰摩是机组起动和正常运行中振动突然增大的主要故障之一。

汽轮机动静部分碰磨对设备造成的危害是非常严重的,据国内汽轮机弯轴事故统计表明,其中86%由转轴碰磨引起,转轴碰磨严重时会引起轴破坏。

【汽轮机动静间隙最小的地方在哪里？】碰磨产生的原因：汽轮机组的径向和轴向碰磨通常发生在隔板汽封、叶片围带汽封以及轴封部位,径向碰磨还可能发生在各轴承的油挡、汽封片部位。

发电机的径向碰磨通常发生在密封瓦处。

【华能某电厂氢侧密封瓦漏氢爆燃，值长下令紧急停机【学习】】机组动静碰磨原因： 1、转轴振动过大【大修后振动大，启来磨7次就好了】造成轴振动过大的原因有质量不平衡、转子弯曲、轴系失稳等。

不管那种原因,大振动下的转轴振幅一旦大到动静间隙值,都可能与静止部位发生碰磨。

【振幅(mm)、振动速度（振速mm/s）、振动加速度(mm/s2)都是什么？】2、动静间隙过小或消失【轴向位移和推力间隙有什么关系？】造成轴封间隙过小或消失的原因有上下缸温差过大,使得轴封间隙减小或消失;汽缸与法兰温差过大,使得转子两端轴封上下间隙减小;【汽轮机汽缸与滑销系统详细解读【80张PPT】】轴瓦乌金磨损或烧瓦,使得轴封下部间隙消失;【哈汽机组试运过程中轴瓦烧损【详细分析】】安装或检修时轴封间隙调得过小;汽缸膨胀偏斜,使得汽缸上的轴封发生单侧碰磨;汽封壳体变形,使得轴封间隙减小或消失;【各个负荷下轴封蒸汽都是什么流程？】汽轮机相对胀差过大,使隔板与叶轮轴向通流间隙减小;【汽机隔板、隔板套、静叶环、静叶持环学习】机组在起动及运行过程中,主蒸汽管道及各抽汽管道进水,汽轮机转子推力突然大幅度增加,会使轴向通流间隙减小;【什么是推力轴承的工作面和非工作面？两侧一样么？】轴承箱出现严重卡涩,机组在起动时膨胀不出来,停机时缩不回去,也会产生通流轴向间隙减小。

【汽轮机的推力轴承和径向轴承如何定义？】碰磨故障诊断方法及其处理碰磨故障诊断：现场诊断机组动静碰磨有一定难度。

转子碰摩故障分析 (DEMO)

转子碰摩、摩擦故障分析一、机理分析在旋转机械中，由于转子弯曲、转子不对中引起轴心严重变形，间隙不足和非旋转部件弯曲变形等原因引起转子与固定件接触碰撞而引起的异常振动时有发生。

转子碰摩、摩擦是一个复杂的过程，其主要表现为振动响应的随机性和频谱的非线性特征，从机理上分析，摩擦振动对转子有以下四方面的影响：1)直接影响转子运动可分为自转和进动（即公转）两种形式。

摩擦对自转的影响在于附加了一个力矩，因此，在转子原有力矩不变的条件下有可能使转子转速发生波动。

至于进动，由于摩擦力的干预可能使正进动转化为反进动，特别是全周摩擦，常常产生所谓的“干摩擦”现象，从而引起自激振动，影响转子的正常运行，甚至损坏机组。

2)间接影响摩擦的作用使动静部件相互抵触，相当于增加了转子的支承条件，增大了系统的刚度，改变了转子的临界转速及振型。

且这种附加支承是不稳定的，从而可能引起不稳定振动及非线性振动。

3)冲击影响局部碰摩除了摩擦作用外还会产生冲击作用。

其直观效应是给转子施加了一个瞬态激振力，激发转子以固有频率作自由振动。

虽然自由振动是衰减的，但由于碰摩在每个旋转周期内都产生冲击激励作用，在一定的条件下有可能使转子振动成为叠加自由振动的复杂振动。

4)热变形摩擦引起的热变形可能引起转子弯曲，加大偏心量，使振动增大。

二、转子碰摩、摩擦的特征分析摩擦分全圆径环形摩擦和局部摩擦两种，其特征有：a) 振动频带宽，既有与转速频率相关的低频部分，也有与固有频率相关的高次谐波分量，并伴随有异常噪声，可根据振动频谱和声谱进行判别；b) 振动随时间而变。

在转速、负荷工况一定，由于接触局部发热而引起振动矢量的变化，其相位变化与旋转方向相反；c）接触摩擦开始瞬间会引起严重相位跳动（大于100°相位变化）。

局部摩擦时，无论是同步还是异步其轨迹地带有附加的环（说明相位在很大的变化）。

转子碰摩的定量分析比较困难，一般来说，转子与静止件发生摩擦时，转子受到静止附加作用力。

碰摩故障的诊断案例分析综述

2013∽2014学年第二学期《机械故障诊断技术》结课读书报告碰摩故障的诊断案例分析综述学院：专业：班级：姓名：学号：联系电话：指导老师：碰摩故障的诊断案例分析综述摘要：当前,随着科学技术的不断进步,旋转机械正日益朝着大功率、高转速及柔性等方向发展。

相应地,在旋转机械工作中也常伴有各种故障的出现,这些故障给工业生产和生活带来极大地破坏。

因此,研究转子系统的动力学特征具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文正是基于动静碰摩，转子碰摩等碰摩案例进了理论析，之后给出了措施，得到了有关碰摩现象的一些结论。

关键词:转子碰摩；动静碰摩；时频分析；理论分析；Diagnosis of rubbing fault case analysis werereviewedAbstract: At present, along with the advance of science and technology, rotating machinery are increasingly towards the direction of high power, high speed and flexible development. Accordingly, in rotating machinery work is often accompanied by the emergence of all kinds of fault, the fault brings to the industrial production and life greatly. Therefore, research on dynamic characteristics of rotor system is of important theoretical significance and practical application value. This article was based on movement rubbing, the rotor rubbing cases are analyzed in theory, such as after measures is given, and got some conclusions about the phenomenon of rubbing.Key words: the rotor rubbing; Action rubbing; The time-frequency analysis; The theoretical analysis;前言随着现代旋转机械日益朝着高速、轻型、大功率及大载荷方向发展, 国内外从理论上和实验室对转子碰磨已做过相当多的研究，其结果可以作为诊断的参考依据。

转子故障振动机理分析

转子故障振动机理分析转子故障引起振动有许多形式, 现对其中的几个典型振动故障产生的原因及其对应的振动机理进行如下分析:1.转子不平衡故障及振动机理分析转子不平衡包括转子系统的质量偏心及转子部件出现缺陷;转子质量偏心是由于转子的制造误差、装配误差、材料不均匀等原因造成的，称为初始不平衡。

转子部件缺损是指转子在运行中由于腐蚀、磨损、介质结垢以及转子受疲劳力的作用，使转子的零部件（如叶轮、叶片等）局部损坏、脱落、碎片飞出等，造成的新的转子不平衡。

转子质量偏心及转子部件缺损是两种不同的故障，但其不平衡振动机理却有共同之处。

振动机理分析:旋转过程中,转子产生不平衡离心力与力矩通过支承点作用在轴及轴承上,引起振动.设转子质量为M（包括偏心质量m），偏心距e，旋转角频率w=2f（v f为v转动频率），在t瞬时位移在直角坐标系分量x，y，如图6-3所示，则可得转子中心运动微分方程为图6-3 转子力学模型则有以上几式中的K可以近似简化为机器的安装总刚度，M为机器的总质量，为K和M构成的振动体的无阻尼固有频率。

为无量纲阻尼因子，它的取值不同，会影响到系统的响应，是激励频率与固有频率之比，也是无量纲因子。

根据上式，按不同的频率比和阻尼系数的变化，作出幅频响应图及相频响应图，如下图所示：图6-4 幅频响应图及相频响应图转子不平衡所引起振动有下列特点:振动方向为径向,振动的特征频率等于转频;转子的轴承均发生较大的振动;在转子通过临界转速时振幅有特别显著的增大;在高速下随转轴转速上升振动很快增大;振动频率与转速相等且为正弦波;在没有带负荷时振动就达到最大值.2.转子不对中故障振动机理分析机组各转子之间由联轴器联接构成轴系，传递运动和转动。

由于机器的安装误差、承载后的变形以及机器基础的沉降不均等，造成机器工作状态时各转子轴线之间产生轴线平行位移、轴线角度位移或综合位移等对中变化误差，统称为转子不对中。

转子系统机械故障的60％是由不对中引起的。

转子碰摩系统的非线性数值分析

转子碰摩系统的非线性数值分析王璋奇，杨文刚（华北电力大学机械工程学院，河北保定 071003）E-mail：wzq93@摘要：建立了基于瞬时碰摩力的偏心转子碰摩模型，该碰摩模型为分段线性系统，数值求解该类系统需采用接缝法，但是直接的数值方法无法准确确定接缝点，针对这一问题推导出了模型的以分段控制变量为自变量的微分方程形式来准确确定接缝点，综合以时间和分段控制变量为自变量的微分方程数值求解的优缺点，给出了交替使用这两种方程进行求解的改进的接缝法，最后利用该方法对转子碰摩进行仿真研究，得到了转子碰摩的周期运动形式。

关键词：碰摩；分段线性系统；接缝法；引言在汽轮发电机组及其它高速旋转机械中，随着对高转速和高效率的需求，转子与定子之间的间隙越来越小。

机组启停或运行中，转子不平衡等故障会使轴系振动增大，而热变形不均匀等也会使动静部分径向间隙变小，这些都导致了转子与定子碰摩的可能性增加，并时有碰摩现象发生造成转子系统失效。

转、定子碰摩过程是一个非常复杂的非线性变形过程。

通常把转子和定子碰摩过程简化成分段光滑的力学模型——双线性刚度碰摩模型 [1-5]。

这种模型存在两个问题：第一，认为碰摩过程中发生的是完全弹性碰撞，碰撞过程中并没有考虑能量损失；第二，由于转子和定子的接触刚度非常大，碰摩时间非常短，为了保证数值求解的精度须取非常小的步长，这不仅增大了计算量而且很难保证解的精度。

由于碰摩时间相对于转子的运动过程非常短，因此可以认为碰撞过程为瞬时弹性碰撞，并引入弹性恢复系数来体现碰撞过程中的能量损失。

在此过程中，转子的位移是连续变化的，但速度在碰撞前后是不连续的，碰撞瞬时转子系统承受非常大的冲击力。

文献[6]采用这种碰摩力模型详细的理论研究了单点碰摩下的擦边现象。

这种碰撞模型是分段线性系统，需要采用接缝法来进行求解。

但该方法数值求解时无法准确确定接缝点即碰撞位置。

对于这一问题，文献[7]采用近似处理的方法，利用一无穷次可微且可无限逼近阶跃函数的实函数对不连续的Jeffcott转子碰摩系统进行了光滑处理，最终建立非线性碰摩转子系统的光滑碰摩力模型。

盘车齿轮与转子齿轮摩擦问题分析与处理

能源研究与管理2019（3）开发与应用收稿日期：2019-04-24作者简介：迟晓明（1985—），男，吉林松原人，工程师，本科，毕业于东北电力大学，测控技术与仪器专业，主要研究方向：火力发电厂自动化控制、汽轮机。

摘要：某电厂汽轮机盘车装置改造投运时，发生盘车齿轮与转子大齿轮发生碰磨现象，且盘车投运后盘车箱体温度高达130℃，通过对该类型盘车的结构、原理以及现场解体检查的实际情况出发，对碰磨故障和盘车箱体温度高原因进行了分析，通过对盘车启动方式和油系统进行改造，该问题得到了圆满处理。

关键词：盘车装置；盘车箱温度高；齿轮碰磨中图分类号：TK267文献标志码：A文章编号：1005－7676（2019）03－0076－03CHI Xiaoming（Fujian Datang International Ningde Power Generation Co.,Ltd.,Ningde 352000,Fujian,China ）When the steam turbine turning device of a power plant is put into operation,the friction phenomenon occursbetween the turning gear and the large gear of the rotor,and the temperature of the turning box is as high as 130℃after the barring is put into operation.The structure and principle of the type of the barring are adopted.Based on the actual situation of the on-site disintegration inspection,the causes of the rubbing failure and the high temperature of the barring box were analyzed.The problem was solved satisfactorily by modifying the starting mode of the barring and the oilsystem.barring;high temperature of barring box;gear rubbing盘车齿轮与转子齿轮摩擦问题分析与处理迟晓明（福建大唐国际宁德发电有限责任公司，福建宁德352000）引言汽轮机盘车装置的主要作用是在机组冲转前或停机后带动转子作低速转动，使转子受热均匀，消除转子热弯曲，在启动前检查汽轮机动静间是否有摩擦及润滑系统工作是否正常。

转子系统参数对碰摩转速的影响

转子系统参数对碰摩转速的影响
转子系统参数对碰摩转速的影响
通过对单盘转子系统碰摩运动规律的理论分析和仿真,得出了转子临界碰摩转速的解析表达式,并分析了阻尼、偏心距和间隙对转子临界碰摩转速的影响.当转子的偏心距与间隙的比值大于1时,碰摩临界转速随偏心距的增大或间隙的减小而降低,随阻尼增大而提高.当转子的偏心距与间隙的比值小于1时,碰摩转速先随该比值增大而提高,当达到最大值后又减小,随阻尼增大而降低.
作者：马建敏张文郑铁生作者单位：复旦大学力学与工程科学系,上海,200433 刊名：西南交通大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY 年，卷(期)：2003 38(5) 分类号：O313.5 关键词：转子转速参数碰摩。