[发明专利]一种基于交叉统计分析的快速诊断旋转机械共振的方法

说明书

本发明公开了一种基于交叉统计分析的快速诊断旋转机械共振的方法，针对大型旋转机械设备振动故障，首先通过测振探头测得的大型旋转机械的典型图谱，初步判断振动故障的类型是属于工频振动故障，并无典型工频故障的图谱表现；导出至少两组完整的启停机数据，多次试车期间未做任何装配调整或现场动平衡等工作；对每组数据的单元数据组进行批量处理，在每组数据内部和每组数据之间进行交叉统计分析，可实现对旋转机械共振故障的快速识别。利用本发明方法可以快速、准确、有效地对旋转机械共振的工频故障进行准确识别。

技术领域

本发明属于大型旋转机械故障诊断技术领域，具体涉及一种基于大型旋转机械的多振动趋势数据分析的快速诊断共振的方法。

背景技术

大型旋转机械设备是石油炼化、化工、发电等现代企业的核心设备，而工频故障(又称转频故障)作为一种大型旋转机械设备的常见振动故障。大型旋转机械系统是一个较强的非线性复杂系统，引发故障的因素很多，故障的表现也形式多样，故障原因和表现征兆之间也不存在一一对应的明确关系，各故障之间还存在着复杂的偶合关系，使得该问题的诊断具有较大的难度，深刻影响着企业的安全和生产效益。

目前，大型旋转机械设备工频故障诊断技术的研究大多仍停留在单纯的仿真和实验室验证阶段，研究成果只给出了具有典型图谱特征的工频振动故障原因，而对于具有非典型工频振动故障诱因，由于频谱结构中唯一或主导优势的振动故障，其频谱结构通常非常相似甚至完全相同，无法给出准确的判别方法，造成在用户现场的旋转机械设备工频故障的诊断与处理中，通过最原始的排除法进行故障原因的排除。

共振故障的频谱显示就属于上述情况，故障诊断的技术难点主要表现在：与轴承紧力不足，转子零部件松动、转子裂纹等故障原因的频谱表现雷同，无法区分；一次启停机所采集到的数据，其分析结果与理论差别较大，无法明确；由于测振探头布置的数量不够，位置单一等的局限，更增加了共振故障的诊断难度。

发明内容

本发明的目的是根据旋转机械转子进入临界区后相位的不稳定性，提供一种基于交叉统计分析的快速诊断旋转机械共振的方法，可以快速、准确、有效地对旋转机械共振的工频故障进行准确识别。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种基于交叉统计分析的快速诊断旋转机械共振的方法，包括以下步骤：

采集多组旋转机械启停机过程中的振动数据，判断故障类型并建立振动数据列表；

对所述振动数据列表中每一组振动数据进行以下数据处理：

确定振动故障区间的最低转速n_l，然后删除振动数据列表中小于n_l的转速所在行的振动数据；

计算升速区间和降速区间对应的升速列表和降速列表，根据升速列表、降速列表对所述振动数据列表中的振动数据进行筛选，并对稳转速区间中的振动数据进行筛选；

如振动数据列表中的振动数据同时满足条件1和条件2，则表明旋转机械的工频振动故障为共振：

条件1：对于每一组振动数据，在旋转机械的工作转速下，至少存在一个测点的工频幅值出现持续上涨，并且在旋转机械开始降速的过程中，所述的工频幅值仍然持续上涨，同时至少存在一个测点的相位发生超过30°的变化；

条件2：对于不同组的振动数据，在升速区间、稳转速区间内的同一个转速下，至少存在一个测点的相位出现了超过30°的变化。

进一步地，所述的采集多组旋转机械启停机过程中的振动数据，判断故障类型，包括：

在旋转机械上确定测振截面，在每个测振截面处布设测振探头，通过振动数据采集设备，采集旋转机的械振动数据；针对采集到的振动数据，通过波形频谱图、轴心轨迹图分析出所述旋转机械的振动故障属于工频振动故障，并且是非典型性振动故障。