Динамический анализ роторных систем с опорами жидкостного трения на основе вейвлет-преобразования вибрационных сигналов

• Автор: Широков, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Роторные системы с подшипниками жидкостного трения как объект динамического анализа

1.1. Вопросы динамического анализа роторных систем с

подшипниками жидкостного трения

1.2. Обзор опубликованных работ

1.3. Структура, объект и задачи исследования

1.4. Выводы по главе

Глава 2. Динамическая модель ротора на подшипниках жидкостного трения

2.1. Расчет реакций смазочного слоя в зазоре подшипника

2.2. Динамическая модель системы ротор подшипники жидкостного трения

2.3. Динамическое поведение системы ротор подшипник жидкостного трения в условиях импульсного нагружения
2.4. Дефекты роторных систем с подшипниками жидкостного трения
2.5. Выводы по главе Глава 3. Теория вейвлетов в динамическом анализе роторных
систем с подшипниками жидкостного трения
3.1. Теоретические предпосылки применения вейвлетов в анализе вибрационных сигналов роторных систем
3.2. Вей влетанализ эталонных вибрационных сигналов дефектов роторных систем с подшипниками жидкостного трения
3.3. Метод 08 диаграмм в анализе эталонных траекторий дефектов
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Вопросы практического применения вейвлетов в анализе вибрационных процессов роторных систем
4.1. Описание экспериментального стенда и информационноизмерительная система
4.2. Постановка задач и планирование эксперимента
4.3. Обработка результатов и сравнительный анализ данных теоретических и экспериментальных исследований
4.4.Программное обеспечение для анализа экспериментальных данных с применением вейвлетпреобразований
4.5. Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


Однако, спектральное представление дает наглядную картину частот, присутствующих в сигналах, на основе которых можно диагностировать различные виды дефектов. В настоящее время для каждого дефекта опор роторных систем (подшипники качения, подшипники скольжения) получены характерные картины спектров вибрационных сигналов. Примеры вибрационных сигналов и спектров, соответствующих различным дефектам роторных систем с подшипниками жидкостного трения приведены на рисунке 1. Н- ЧгЙНгМ -I Г г 7. ЦТ »— , . Рисунок 1. Однако при преобразовании Фурье происходит потеря информации о времени существования частотных компонент. Учитывая тот факт, что большинство процессов роторных систем (разгон, выбег, переход через критические частоты, развитие дефектов) являются нестационарными, преобразование Фурье не очень подходит для анализа, так как с его помощью невозможно проследить динамику развития того или иного процесса в частотной области. Еще одним распространенным методом исследования нелинейных колебаний роторов на подшипниках жидкостного трения является метод непосредственного численного интегрирования исходной системы дифференциальных уравнений гидромеханики смазочного слоя подшипника и теории колебаний ротора. Такой подход позволяет исследовать поведение роторов при больших возмущениях и успешно использован в работах [6, , , 2]. Результатом такого подхода являются полученные с помощью ЭВМ траектории движения опорной части ротора (рисунок 1. Использование ЭВМ позволяет достаточно легко и наглядно делать выводы о поведении роторов на любых типах подшипников скольжения и исследовать влияние различных факторов роторной системы на ее устойчивость. Кроме того, существуют методы, основанные на модификации спектрального анализа, которые также используются для динамического анализа. К таким методам можно отнести кепстральный анализ, кратковременный спектральный анализ (оконное преобразование Фурье) и метод анализа спектра огибающей вибрационного сигнала, который широко используется при диагностике подшипников качения. На сегодняшний момент определенное количество исследований направлено на практическое применение теории вейвлетов в задачах динамического анализа и диагностики роторных систем. Следует отметить тот факт, что в основном это относится к зарубежным исследованиям. Одним из первоначальных этапов диссертационного исследования является обзор опубликованных работ, связанных с отдельными направлениями работы. Схема проведения анализа опубликованных работ приведена на рисунке 1. Рисунок 1. Динамика роторов на подшипниках жидкостного трения, на сегодняшний момент, развивается как научное направление, имеющее связь с множеством других направлений науки и техники. Создание математических моделей роторной системы с различными видами опорных узлов, полностью адекватных реальному объекту, представляет значительные трудности ввиду огромного числа факторов, требующих учета: жесткость ротора, динамическая асимметрия, количество опор ротора, виды опор, свойства смазочного слоя и т. Динамика роторных систем, изучающая движение и устойчивость роторов. При этом подходе основное внимание при моделировании роторной системы уделяется факторам, относящимся к ротору как к твердому телу с упругими и инерционными свойствами. Гидродинамическая теория смазки, изучающая свойства и поведение смазочного материала. В этом случае требуется детальное изучение течения смазочного материала с учетом вязкости, сжимаемости, возможной турбулентности и т. Модель ротора, как правило, в этом случае сводится к одномассовой схеме. В настоящее время существует большое количество работ по динамике роторных систем. К наиболее значимым работам в этом направлении можно отнести работы [,,,2,4 - 5, 0 и др. Так в работах [9, 5, 7, 2] рассматривается динамический расчет роторных систем, а также сформулированы основные задачи динамики роторов, возникающие на этапах проектирования и эксплуатации роторных систем с подшипниками жидкостного трения. Кроме того, в данных монографиях проанализированы основные причины вызывающие повышенный уровень вибраций и факторы, влияющие на динамическое поведение роторной системы.