第52卷第4期 2010年8月
汽轮机技术 TURBINE TECHNOLOGY
双裂纹转子系统动力学特性的实验研究
李国镔
（海军驻第七O三所军事代表室哈尔滨150036）
Vol. 52 No. 4 Aug.2010
摘要：转轴裂纹是旋转机械中常见的故障。通过实验方法研究具有两条裂纹转子系统的振动特性。研究了具有不同裂纹夹角的转子系统在不同转速下的动力学特性，结果表明，不同的裂纹夹角对于转子的动力学特性有明显的影响。
关键词：双裂纹转子；不同夹角；动力学特性
分类号：TP206;0313
文献标识码：A
文章编号：1001-5884(2010)04-0281-03
Experimental Investigation on the Dynamics of a Rotor with Double Cracks
LI Guo-bin
( Naval Representative Office Resident at SCIC No. 703 Research Institute,Harbin150036, China)
Abstract: Rotor crack is a kind of frequently-occur fault for rotary machinery. In this investigation,the dynamical behaviors of a rotor with two lateral cracks are studied experimentally at several rotary speeds. The results show that the angles be-tween two cracks affect the rotor dynamical behaviors significantly.
Key words:rotor with double cracks; different crack angle; dynamical behavior
Hz，在配套的数据处理软件中进行处理，画出时域图、频谱图
0前言
转子横向裂纹是旋转机械系统常见的重大故障之_[1-3],转子裂纹的出现将引起转子系统动力学特性的剧变，极大地影响系统的正常工作，严重时会造成财产和人员。损失。因此研究裂纹轴的识别诊断方法，是一项有理论和实际意义的课题。裂纹对振动信号的影响是通过引起转轴刷度的变化表现出来的，特别是在转子运行的过程中，裂纹面所受的应力不断变化，使裂纹时而张开、时而闭合、给系统带来很强的非线性和耦合效应。
迄今，有关裂纹转子的理论和实验研究很多[4-6)，但是大多都只考虑了一条裂纹，很少有研究两条裂纹的转子系统裂纹夹角对振动的影响(7,8)。本文就通过实验的方法，研究了在固支条件下具有不同裂纹夹角的转子在不同转速下的动力学特性并进行了比较。
实验模型及其原理
本实验所用到的实验设备包括：转子实验台、交流无级调速器、电涡流传感器、AZ216R数据采集仪和数据采集软件，图1为实验过程中测试仪器的连接框图。对于旋转机械，利用非接触式电涡流传感器测量轴心位移的方式是非常方便的，把一对垂直和水平安装的电涡流传感器安装在圆盘附近，通过固定支座固定在底座上，以测量圆盘中心的振动规律，转子的转速通过转速传感器采集，连同电涡流传感器的信号一起输入到AZ216R数据采集仪中，采样额率取1000 收稿日期：2010-02-02
作者简介：李国镇(1978-），男，工程师，从事船舶动力装置研发。
和轴心轨迹。
转子
电机-+
电涡流传感器
计算机
实验仪器连接框图图1
潜动轴承
实验台如图2所示，由底座、轴承座、轴以及刚性圆盘组成，转轴的长度为600mm，直径为10mm，刚性圆盘用锥套固定在轴的中心位置，转轴一端用弹性联轴节与电机相连，电机的转速通过无级调速器控制。在实验中共制备了3根长轴，分别是裂纹夹角为0°、90°和180°3种，裂纹的位置对称分布在质盘两侧各50mm处。裂纹的深度为3.3mm，裂纹的加工是通过线切割的方式加工出来。
图2转子实验台和测试设备
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实验结果及分析
在进行实验时，转盘上不添加任何附加质量，因为除去