一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107894278A(43)申请公布日2018.04.10(21)申请号201710878564.9(22)申请日2017.09.26(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人曾云钱晶吕顺利张记坤张振凯杨光波王芳芳古志吴一凡李敏侯睿(51)Int.Cl.G01H17/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法(57)摘要本发明涉及一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法，属于水泵、泵站运行稳定性分析和转子动力学技术领域。利用无水启动试验工况下水泵转轮附加外力近似为零、电动机转子附加外力在额定角速度时近似为零两个处理技术，建立了轴系振动特征的提取计算方法，具体包含以下步骤：步骤一：利用摆度测点数据计算电动机转子和水泵转轮摆度；步骤二：计算水泵转轮固有频率、阻尼比和质量偏心；步骤三、计算电动机转子固有频率、阻尼比和质量偏心。本方法为研究水泵机组运行稳定性，以及水泵机组振动特性和振动特征分析提供一种便捷的计算方法和手段。同时该方法可应用于涉及水泵机组在线监测、故障诊断等商业软件中。CN107894278ACN107894278A权利要求书1/1页1.一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法，其特征在于：利用无水启动试验工况下水泵转轮附加外力近似为零、电动机转子附加外力在额定角速度时近似为零两个处理技术，建立了轴系振动特征的提取计算方法，具体包含以下步骤：步骤一：利用摆度测点数据计算电动机转子和水泵转轮摆度；步骤二：计算水泵转轮固有频率、阻尼比和质量偏心：利用步骤一计算得到的水泵转轮摆度数据，按以下公式计算水泵转轮的振动参数：固有频率ωn2：其中：Xs1是机组角速度为ω1时水泵转轮X方向摆度，米；Xs2是机组角速度为ω2时水泵转轮X方向摆度，米；Xs3是机组角速度为ω3时水泵转轮X方向摆度，米；ωn2定义为水泵转轮旋转运动的固有频率，弧度/秒，其实质是固有角速度；ω1、ω2、ω3为机组角速度，弧度/秒；阻尼比：水泵转轮质量偏心：步骤三、计算电动机转子固有频率、阻尼比和质量偏心利用步骤一计算得到的电动机转子摆度数据，按以下公式计算电动机转子的振动参数：固有频率ωn1：其中：Xd1是机组角速度为ω1时电动机转子X方向摆度，米；Xd2是机组角速度为ω2时电动机转子X方向摆度，米；Xd3是机组角速度为ω3时电动机转子X方向摆度，米；ωn1定义为电动机转子旋转运动的固有频率，弧度/秒，其实质是固有角速度；ω1、ω2、ω3为机组角速度，弧度/秒；电动机转子系统的阻尼比ζ1：电动机转子质量偏心e1：2CN107894278A说明书1/9页一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法技术领域[0001]本发明涉及一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法，属于水泵、泵站运行稳定性分析和转子动力学技术领域。背景技术[0002]近年来，随着大型水泵机组投运越来越多，大型泵组的振动问题已成为影响水泵机组运行安全的重要因素。水泵机组轴系振动特征是泵组振动最核心的要素，是制定振动处理方案最直接的理论依据和基础。然而，实际运行中的水泵机组由于受制造、安装、运行条件的复杂性等多源性因素的影响，其振动特征的提取和计算是极其困难的。[0003]目前，基于轴系振动测试数据的一些有效的振动分析方法被引入到水泵轴系振动的研究之中，这些方法的核心是为了减小或消除振动测试中的干扰信号，提取更准确的轴系振动数据。利用有限元计算方法与转子动力学方法相结合在水泵机组轴系振动分析中可获得更精细的结构振动特性。然而，由于安装、调试和运行条件的复杂性，基于有限元的数值计算方法不能精确模拟实际运行泵组的情况。发明内容[0004]针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法。本方法为研究水泵机组运行稳定性，以及水泵机组振动特性和振动特征分析提供一种便捷的计算方法和手段。同时该方法可应用于涉及水泵机组在线监测、故障诊断等商业软件中。本发明通过以下技术方案实现。[0005]一种立式水泵机组轴系振动参数的试验计算方法，[0006]利用无水启动试验工况下水泵转轮附加外力近似为零、电动机转子附加外力在额定角速度时近似为零两个处理技术，建立了轴系振动特征的提取计算方法，具体包含以下步骤：[0007]步骤一：利用摆度测点数据计算电动机转子和水泵转轮摆度；[0008]首先按水泵机组轴线高度方向，以三个轴承摆度数据进行多项式拟合计算，根据拟合函数计算电动机转子和水泵转轮处的摆度值。[0009]其次，以角速度为变量，对电动机转子和水泵转轮再次采用多项式拟合。然后利用拟合函数计算得