试验研究
现代制造工程(Moderm Manufacturing Engineering）
旋转机械油膜轴承故障诊断的研究
楼建忠，叶俊，董一嘉
（浙江机电职业技术学院机械工程分院，杭州310053）
2014年第3期
摘要：为解决旋转机械油膜涡动故障较难诊断的问题，通过建立油膜涡动故障模型，利用实验室Bentv转轴试验台设置油膜涡动故障状态，获得轴承在油膜涡动状态下的主要振动特征。结果显示，转轴轴心在油膜涡动时的时域波形变为原来的1/2，涡动频率大约为工作频率的1/2左右，转轴轴心转动半个周期。综合得出，试验结果与理论分析较为接近，
为旋转机械油膜涡动故障诊断提供了一定的实践依据。关键词·旋转机械：Bentlv试验台：油膜涡动：故障诊断
中图分类号：TP274文献标志码：A文章编号：1671—3133(2014)03—0014—04
Theresearchofoilturbulencefaultoflargerotatingmachinery
Lou Jianzhong,Ye Jun,Dong Yijia
(Zhejiang Institute of Mechanical & Electrical Engineering ,Hangzhou 310053,China)
Abstract : In order to solve the problem of rotating machinery oil turbulence is more difficult to diagnose ,through the establish-ment of oil turbulence fault model ,set oil turbulence fault state in Bently rotor test rig to get oil turbulence vibration characteris -tics. The results show that the time domain wavefom diagram of the rotor in the oil tunbulence becomes 1/2 of the original wave-form. The turbulence frequency occurs in a frequency of about 1/2 of the working frequency . The axis rotates about a half cycle All in all, the experimental results and the theoretical analysis is closer ,it provides a theoretical basis for oil turbulence of rotating machinery fault diagnosis .
Key words : large rotating machinery ; Bently test-bed ;oil turbulence ;fault diagnosis
0引言
旋转机械是工业上应用最广泛的一类机械设备，包括汽轮机、水轮机、燃气轮机及烟气轮机等驱动的工作机所组成的流体动力机械，是制造业、石化、电力和钢铁等行业的关键设备，其特点是具有连续性且自动化程度较高[12]
当旋转机械转轴在滑动轴承轴瓦中转动时，在转轴
与轴瓦之间的间隙中形成油膜，油膜避免了转轴与轴瓦之间的直接接触，减少了摩擦和动能损耗，同时产生的油膜具有较大的承载能力。当油膜力与外加载荷相平衡时，转轴将处于平衡状态，当转轴受到外界干扰时，转轴中心将在该平衡状态位置附近发生涡动“3
轴承油膜涡动是以滑动轴承为支承的转轴常见的一种失稳现象，是转轴中心绕轴承中心转动的亚同步现象4）。转轴在失稳转速以前处于平衡状态，当达
到失稳转速后转轴就发生油膜涡动["]。当转轴回转频率约为其一阶临界转速的两倍时，由于此时油膜涡动的速度与转轴的一阶临界转速相重合，即发生共振，称为油膜振荡(6)
旋转机械如果出现油膜轴承故障将导致机械装
置的严重损环，基至还会亏起巨大的经济损失和人员伤亡，所以对油膜涡动故障诊断的研究是一项非常重要的内容。
本文将通过建立油膜涡动故障模型，利用实验室 Bently转轴试验台设置油膜涡动故障状态，获得轴承在油膜涡动状态下的主要振动特征，分析影响轴承产生油膜涡动的主要因素。
1
故障模型建立
1.1油膜模型建立
轴承工作原理及油膜压力分布如图1所示，转轴
*国家自然科学基金项目（50205025）；浙江省博士后科研择优资助项目（BSH1301020）；浙江机电职业技术学院孵化基金项目（A-0273-3-001） 14