[發(fā)明專利]一種計(jì)算旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子發(fā)生共振概率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510332230.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105468804B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 觀為監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)錫股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發(fā)明公開(kāi)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障分析診斷，本發(fā)明是在深入研究轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上，以獨(dú)特的思維提出“共振指數(shù)”的概念和具體算法，目的在于讓旋轉(zhuǎn)機(jī)械的操作人員及時(shí)了解轉(zhuǎn)子運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化而可能引發(fā)共振的可能性大小，特別對(duì)于轉(zhuǎn)速變化范圍較寬的機(jī)組設(shè)備時(shí)刻提醒操作人員調(diào)整工藝，讓轉(zhuǎn)子實(shí)際工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離其固有頻率、避免機(jī)組出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)速共振，達(dá)到保護(hù)機(jī)組安全運(yùn)行的目的。發(fā)明內(nèi)容：通過(guò)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論和現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)際相結(jié)合，發(fā)明“共振指數(shù)”的概念和具體算法。以1.0、0.8、0.6、0.4、0.2和0不同共振指數(shù)數(shù)值表示轉(zhuǎn)子處于“強(qiáng)烈共振、嚴(yán)重共振、輕度共振、脫離共振、遠(yuǎn)離共振和無(wú)共振”的運(yùn)行狀態(tài)，讓轉(zhuǎn)子的共振程度一目了然，無(wú)需任何深?yuàn)W、繁雜的專業(yè)知識(shí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種計(jì)算旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子發(fā)生共振概率的方法。

背景技術(shù)

任何旋轉(zhuǎn)機(jī)械都含有最重要的轉(zhuǎn)子部件，每一個(gè)轉(zhuǎn)子都具有自身固有的振動(dòng)頻率，即：轉(zhuǎn)子固有頻率或稱為轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)子實(shí)際工作轉(zhuǎn)速與其固有頻率過(guò)于接近(或大于、或小于)時(shí)，則會(huì)引發(fā)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)，即：共振。共振是指機(jī)械系統(tǒng)所受激勵(lì)的頻率與該系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速相接近時(shí)，系統(tǒng)振幅顯著增大的現(xiàn)象。共振現(xiàn)象在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中需要絕對(duì)避免，否則將造成轉(zhuǎn)子由于過(guò)大振動(dòng)而損傷，甚至可能造成災(zāi)難性事故。

因此，對(duì)于重要的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，有必要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)狀況，在發(fā)生共振之前進(jìn)行預(yù)警，以及時(shí)提醒操作人員避免危害發(fā)生。在實(shí)際的機(jī)組運(yùn)行中，由于操作人員并非轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的專業(yè)研究人員，對(duì)其深?yuàn)W的理論體系難以掌握。如何通過(guò)科學(xué)的方法對(duì)這一復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)過(guò)程進(jìn)行概率計(jì)算，并用簡(jiǎn)單明了的方式告知操作人員，是一件需要研究而且具有挑戰(zhàn)性的課題。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有研究成果和專利進(jìn)行檢索，雖然有一些根據(jù)轉(zhuǎn)子物理特性進(jìn)行共振計(jì)算的研究成果，但這些方法操作繁瑣、計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，不僅需要專業(yè)的理論知識(shí)基礎(chǔ)，而且計(jì)算結(jié)果對(duì)于非專業(yè)人員難以理解，無(wú)法直接用于工人的實(shí)踐操作。所以，本發(fā)明基于對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力學(xué)原理，研究出了一種計(jì)算轉(zhuǎn)子共振發(fā)生概率的計(jì)算方法，而且該方法的不需要復(fù)雜和專業(yè)的理論知識(shí)，能夠簡(jiǎn)單明了地知道操作人員共振發(fā)生概率的情況，從而有效避免共振的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是在深入研究轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上，以獨(dú)特的思維提出“共振指數(shù)”的概念和具體算法。目的在于讓旋轉(zhuǎn)機(jī)械的操作人員及時(shí)了解轉(zhuǎn)子運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化而可能引發(fā)共振的可能性大小，特別對(duì)于轉(zhuǎn)速變化范圍較寬的機(jī)組設(shè)備(如：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組)時(shí)刻提醒操作人員調(diào)整工藝，讓轉(zhuǎn)子實(shí)際工作轉(zhuǎn)速按照其固有頻率、避免機(jī)組出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)速共振，達(dá)到保護(hù)機(jī)組安全運(yùn)行的目的。在深入研究轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工藝操作人員的實(shí)際需求，發(fā)明“共振指數(shù)”的概念和具體算法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

步驟一，臨界轉(zhuǎn)速的確定

A)由系統(tǒng)定義統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)間和數(shù)據(jù)歷史區(qū)間，即目前我們系統(tǒng)繪制的振動(dòng)速度一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速曲線，由其“拐點(diǎn)”數(shù)據(jù)確定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，并由分析師確認(rèn)后、組態(tài)完成該機(jī)組轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速n_c的確認(rèn)(臨界轉(zhuǎn)速以n_c表示)；

B)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速來(lái)自機(jī)組制造商提供的試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，并由分析師確認(rèn)后、組態(tài)完成該機(jī)組轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速n_c的確認(rèn)；

步驟二，轉(zhuǎn)速誤差區(qū)間的計(jì)算

以確認(rèn)的臨界轉(zhuǎn)速n_c為基礎(chǔ)，計(jì)算轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速n相對(duì)其區(qū)間范圍，定義轉(zhuǎn)速誤差區(qū)間＝|n_c-n|/n_c，并以百分比表示。

步驟三，共振指數(shù)的確定

這里所說(shuō)的共振指數(shù)是本發(fā)明定義的，以轉(zhuǎn)速誤差區(qū)間作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，表示轉(zhuǎn)子在其實(shí)際轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，發(fā)生共振的可能性，不同于其他文獻(xiàn)。分為以下幾種情況：