轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障分岔特性的實驗研究

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1、第9期馬　輝等：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障分岔特性的實驗研究1623第9期馬　輝等：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障分岔特性的實驗研究1623第9期馬　輝等：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障分岔特性的實驗研究1623轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障分岔特性的實驗研究*馬　輝1，陳雪蓮2，滕云楠1，聞邦椿1（1東北大學機械工程與自動化學院沈陽　110004;2遼寧交通高等?？茖W校信息工程系　沈陽　110122）摘　要：利用轉(zhuǎn)子實驗臺，對單一碰摩和裂紋耦合碰摩故障進行模擬，采集故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的位移信號，利用關(guān)聯(lián)維數(shù)對碰摩故障的敏感性，對兩種故障進行時間序列分析

2、，得到關(guān)聯(lián)維數(shù)隨時間的變化曲線，通過曲線的峰值點粗略確定系統(tǒng)運動狀態(tài)的突變區(qū)域。接著利用重排小波尺度圖在這些突變區(qū)域，尋找運動狀態(tài)的分岔點。結(jié)果表明結(jié)合關(guān)聯(lián)維數(shù)和重排小波尺度圖，可以快速準確的確定系統(tǒng)發(fā)生碰摩后運動狀態(tài)的變化規(guī)律，進而可以更好的診斷早期碰摩故障。關(guān)鍵詞：碰摩；轉(zhuǎn)子系統(tǒng)；關(guān)聯(lián)維數(shù)；重排小波尺度圖；分岔中圖分類號：TH165.3　　文獻標識碼：A　　國家標準學科分類代碼：460.99Experimentalresearchonbifurcationcharacteristicsofro

3、torsystemwithrub-impactfaultMaHui1,ChenXuelian2,TengYunnan1,WenBangchun1（1.SchoolofMechanicalEngineering&Automation,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;2.DepartmentofInformationEngineeringLiaoningCommunicationCollege,Shenyang110122,China）Abstr

4、act：Singlerub-impactfaultandcouplingfaultwithcrackandrub-impactaresimulatedinatestrig.Thedisplacementsignalsarecollectedduringstartupinarotorsystem.Correlationdimensionsarecomputedfortimeseriesoftworub-impactfaultsusingthesensitivityofcorrelationdimen

5、siontorub-impactfault,thechangecurvesofcorrelationdimensionwithtimeareobtained,andthemutationregionsareroughlydeterminedfromthepeakvalues.Finally,bifurcationpointsareextractedfordifferentmutationregionsusingreassignedwaveletscalogram.Resultsshowthatwh

6、enrub-impactoccurs,thesystemmotionchangelawcanbeobtainedquicklyandaccurately;andearlyrub-impactcanbewellidentifiedbycombiningcorrelationdimensionwithreassignedwaveletscalogram.Keywords：rub-impact;rotorsystem;correlationdimension;reassignedwaveletscalo

7、gram;bifurcation第9期馬　輝等：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障分岔特性的實驗研究18091　引　　言機械設(shè)計中為提高旋轉(zhuǎn)機械的輸出功率，采用的措施之一，就是縮小旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)定子間隙，從而導致轉(zhuǎn)定子發(fā)生碰摩的幾率大大增加[1]。對于大型、高速旋轉(zhuǎn)機械而言，碰摩故障一般都是危害比較大的。目前國內(nèi)學者對碰摩故障的分岔、混沌特性，已經(jīng)做了大量理論研究[2-4]，但通過實驗研究碰摩的分岔特性還比較少[5]。為了考察不同碰摩程度下，系統(tǒng)的分岔特性，本文利用轉(zhuǎn)子實驗臺，模擬碰摩和裂紋碰摩耦合故障，利用互信息函數(shù)

8、法[6]確定延遲時間，Cao方法[7]來確定嵌入維數(shù)，進而用GP算法[8]計算關(guān)聯(lián)維數(shù)。根據(jù)關(guān)聯(lián)維數(shù)的變化，確定不同碰摩的分岔區(qū)域，最后利用重排小波尺度圖，對不同分岔區(qū)域進行詳細分岔點提取，通過分岔規(guī)律分析，判斷系統(tǒng)碰摩的嚴重程度。2　連續(xù)小波變換及重排小波尺度圖x(t)的連續(xù)小波變換為：(1)收稿日期：2008-12　　ReceivedDate：2008-12*基金項目：國家自然科學基金（50805019）、教育部新教師基金(200801451009)資助項目式中：為的共軛函數(shù)。