[发明专利]一种轴承—转子系统特性参数的在线测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及轴承-转子系统特性测试技术领域，特别涉及一种轴承-转子系统特性参数的在线测试方法。 

背景技术

对于滑动轴承支撑的轴承-转子系统来说，轴承的刚度、阻尼特性以及转子的偏心质量对于整个系统的振动状态有着决定性的影响，因而受到工程技术人员的关注。对于某一台正在运行中的旋转机械来说，必须考虑机械设备在使用过程中运行状态的变化情况，以便于分析当前旋转机械的运行参数(如：稳定性、转子偏心量等)是否超过了规定的阈值，以此来评估当前运行状态下设备的安全水平。而传统的测量方法通常需要通过外部施加激振力或多次停机调整偏心质量的方法来得到。这些方法很难应用于运行过程中轴承-转子系统相关参数的在线测量。 

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种轴承-转子系统的特性参数在线测试方法，通过电涡流位移传感器实时采集特定位置的振动信号以及机械动力学建模和遗传算法相结合的参数寻优方法，使模型仿真得到的振动状态与实际测量值最为接近，用以实现该轴承-转子系统的滑动轴承刚度、阻尼系数以及转子偏心量的在线求解。 

为达到以上目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

一种轴承-转子系统的特性参数在线测试方法，包括以下步骤： 

步骤一、在滑动轴承支撑的轴承-转子系统上，互成90°安装电涡流传感器、控制电源、润滑系统和信号采集仪；调节主轴转速，通过润滑系统向滑动轴承供应润滑剂；开启驱动电机带动主轴旋转，润滑介质在轴承和主轴之间形成润滑膜；开启信号采集仪，设置信号采集参数； 

步骤二、电涡流位移传感器分别采集滑动轴承处和质量盘处的振动位移信号，通过信号采集仪存储；然后，采用有限元方法建立该轴承-转子系统的模型，在此模型中，轴承的刚度、阻尼、转子的不平衡量可以按照计算需要进行调整； 

步骤三、通过机械动力学建模和遗传算法相结合的轴承-转子系统特性参数寻优方法，以刚度、阻尼以及转子的不平衡量作为优化参数，使模型得到的振动状态与实际测量值最为接近，此时由仿真模型获得的刚度、阻尼和转子的不平衡量参数可以认为等同于轴承的实际的刚度、阻尼以及转子的不平衡量，从而最终实现该轴承-转子系统的滑动轴承刚度、阻尼系数以及转子偏心量的在线求解。 

本发明采用有限元方法建立轴承-转子系统模型，首先将转子划分为若干个单元，各单元彼此在结点处联接，并依次编号，沿轴线把转子质量及转动惯量集总到若干节点上，集总质量的节点选择在圆盘中心，轴颈中心以及轴截面突变处，当节点间的弹性轴段为等截面轴时，质量、直径转动惯量及极转动惯量集总如下： 

Mi=Mid+12(μl)i-1+12(μl)i]]>