李胡揚(yáng)

摘要：民用燃?xì)廨啓C(jī)整體出現(xiàn)震動(dòng)是影響燃?xì)鈾C(jī)正常使用的安全故障，產(chǎn)生民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障的原因有很多，由于受外界條件因素影響很大，因此在實(shí)際維修過程中很難找到引起震動(dòng)的主要原因，所以無法實(shí)施具有針對性的減震手段。本篇文章主要引入粗糙集理論，全面對民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，找到震動(dòng)最主要的產(chǎn)生因素，具有針對性的降低震動(dòng)幅度排除故障。通過筆者的實(shí)踐驗(yàn)證，運(yùn)用粗糙集可以有效降低某型民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障的維修時(shí)間，有利于降低生產(chǎn)資金的使用，為民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障研究提出重要的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：

民用燃機(jī)出現(xiàn)整機(jī)振動(dòng)故障會影響機(jī)器自身的安全性使機(jī)器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障的產(chǎn)生原因來自于多個(gè)方面，運(yùn)行過程中受到的影響因素很多，在進(jìn)行維修和排除故障時(shí)也會因此無法找到準(zhǔn)確的影響因素，進(jìn)而不能制定出具有針對性的方案。在某型民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)故障分析過程中運(yùn)用粗糙集理論，可以有效的找到使燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)震動(dòng)的主要因素，從而進(jìn)行具有針對性的維修，在未來民用燃?xì)鈾C(jī)正常使用過程中避免受到這些因素的影響，減小故障的產(chǎn)生頻率。

1.某型民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)因素分析

某型民用燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)震動(dòng)故障的原因是所有類型燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)震動(dòng)的共同特征，但是不同類型還具有他們本身的獨(dú)立特點(diǎn)。引起某型民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障的原因主要有以下幾點(diǎn)：轉(zhuǎn)子處于不對中或不平衡狀態(tài)、轉(zhuǎn)靜子受到碰撞或磨損、民用燃?xì)廨啓C(jī)使用環(huán)境影響等。

1.1轉(zhuǎn)子及測點(diǎn)描述

燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子通常是單軸型，其中有三個(gè)支撐軸承，止推軸承與1#支持軸承相鄰，齒輪箱與冷端連接在一起，從而使發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)要進(jìn)行牽動(dòng)或拆除主體結(jié)構(gòu)的維修時(shí)需要送往國外專業(yè)的維修制造廠家，這種情況下需要消耗大量的資金而且維修時(shí)間長。對燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號，起監(jiān)控作用的儀器在軸承附近的轉(zhuǎn)子外部，每一個(gè)軸承部位轉(zhuǎn)子周巷都裝有x、y不同方向的兩個(gè)特點(diǎn)，燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中主要由6個(gè)電磁渦流傳感器對轉(zhuǎn)子振動(dòng)位移進(jìn)行監(jiān)控。燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速是11200 rpm。

1.2轉(zhuǎn)子振動(dòng)故障分析

在燃?xì)廨啓C(jī)開始運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子啟動(dòng)，可以從監(jiān)測儀表中監(jiān)控轉(zhuǎn)子的運(yùn)行情況，分析測量儀表中顯示的測量值。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程中，齒輪箱的振動(dòng)頻率偏低，機(jī)主轉(zhuǎn)子1號軸承x、y方向的振動(dòng)值都比較高，2號、3號軸承x方向和y方向的振動(dòng)值都比較低。在機(jī)組啟動(dòng)后，運(yùn)用測震儀分別對x方向和y方向的振動(dòng)頻率進(jìn)行分析，并繪制震動(dòng)頻譜圖。已知燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速是11200 r pm，所以標(biāo)準(zhǔn)工作頻譜應(yīng)該是187赫茲。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過程中，發(fā)現(xiàn)1號軸承x方向和y方向振動(dòng)頻譜差距較小，具有工頻處振動(dòng)頻率大于其他位點(diǎn)震動(dòng)頻率的規(guī)律，這種情況下與標(biāo)準(zhǔn)工作頻譜具有一定差距。這種情況出現(xiàn)的原因可能是因?yàn)檗D(zhuǎn)子部件不平衡導(dǎo)致的。（注：受到儀器精確度的限制存在0.1赫茲左右的誤差）

通過機(jī)械振動(dòng)理論和粗糙集理論，對引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因進(jìn)行分析主要有以下幾點(diǎn)：（1）燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子，本身處于不平衡的狀態(tài)。產(chǎn)生原因有：生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)子安裝出現(xiàn)問題、燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部進(jìn)入異物、葉片受到損壞等。本次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程對燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了整體的檢查，沒有出現(xiàn)損傷的位置也沒有異物，再核對燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的維修出廠測試報(bào)告，相關(guān)參數(shù)都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。（2）加裝聯(lián)軸器等其他部件后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子平衡受到破壞，這種情況下使得振動(dòng)值不斷升高。本次實(shí)驗(yàn)振動(dòng)較強(qiáng)的部位在1號軸承監(jiān)測點(diǎn)附近，這一位置正是加裝聯(lián)軸器的部位。所以通過分析和驗(yàn)證可以得出結(jié)論：發(fā)生震動(dòng)頻率超高的原因是輸出端部件不平衡。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝結(jié)束后，進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)平衡檢測非常重要，本次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證剛好忽略該環(huán)節(jié)。

1.3轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡

在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡是現(xiàn)階段使用比較廣泛的方法，目前使用較多的是影響系數(shù)法。進(jìn)行轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡時(shí)需要應(yīng)用專業(yè)化設(shè)備，測量得出轉(zhuǎn)子震動(dòng)的精確相位和幅值，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后通過增加或減少平衡塊的方式，對結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行微調(diào)整，使轉(zhuǎn)子分布均勻獲得動(dòng)平衡。本次實(shí)驗(yàn)受到條件和儀器的限制，只測量得到了震動(dòng)幅值，沒有可以測量相位的精確儀器，所以通過振幅平衡法找到平衡重量的大小和方向，也使轉(zhuǎn)子獲得了動(dòng)平衡。具體操作是首先選擇平面中不同的方向做幾次試加實(shí)驗(yàn)，在根據(jù)試加后振幅發(fā)生的變化進(jìn)一步分析，找到轉(zhuǎn)子端面上應(yīng)該加入的重量大小和方向，使轉(zhuǎn)子獲得動(dòng)平衡。

在實(shí)際操作中，為了減少對燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)組造成的損傷，完成燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子平衡工作，可以借助轉(zhuǎn)子軸系盤車，在額定轉(zhuǎn)數(shù)的20%左右進(jìn)行平衡工作。還需要注意的是，通過上文提到的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，只能使剛性轉(zhuǎn)子達(dá)到動(dòng)平衡，對于柔性轉(zhuǎn)子來說，還需要對柔性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡理論和柔性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)進(jìn)行深入的研究。燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子達(dá)到動(dòng)平衡后啟動(dòng)機(jī)組，通過傳感設(shè)備測量得到的1號軸承x方向和y方向的最大震動(dòng)幅值都在36微米左右，這個(gè)數(shù)值距離最大頻率報(bào)警值還有很大差距。由此可見，平衡工作有效的對燃?xì)廨啓C(jī)震動(dòng)作出控制，為燃?xì)廨啓C(jī)的正常運(yùn)行做出保證，使工頻處幅值有很大程度的下降。

2.粗糙集分析模型的構(gòu)建

運(yùn)用粗糙集計(jì)算分析軟件，把檢測過程中得到的樣品數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中，軟件可以直接生成全部決策規(guī)劃，然后對生成規(guī)劃中數(shù)據(jù)的置信度進(jìn)行分析。

置信度比較低的決策規(guī)劃在實(shí)際生產(chǎn)過程中具有的實(shí)際價(jià)值較小，一般不運(yùn)用這類規(guī)劃作為參考，所以還要對決策規(guī)則進(jìn)行全面的分析和篩選，摒棄一些沒有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)，通常情況下，只保留置信度在50%以上的數(shù)據(jù)。本次實(shí)驗(yàn)經(jīng)過篩選剩余可用的規(guī)則為11項(xiàng)，所以可以對某型民用燃?xì)鈾C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障的有效決策規(guī)則作出判斷。通過篩選得出的11項(xiàng)決策規(guī)律中，有5項(xiàng)是可能引起某型民用燃?xì)鈾C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障發(fā)生形成的決策，具體如下：（1）震動(dòng)故障產(chǎn)生可能由于高壓壓氣機(jī)動(dòng)平衡后剩余不平衡量值達(dá)到最大狀態(tài)。（2）振動(dòng)故障產(chǎn)生可能由于裝配時(shí)，轉(zhuǎn)鏡子同軸度跳動(dòng)取值較大，而且在此情況下試車環(huán)境溫度較高。（3）振動(dòng)故障產(chǎn)生可能由于漩渦葉片與渦輪導(dǎo)向器徑像間隙較小，而且在此情況下試車環(huán)境溫度較高。（4）振動(dòng)故障產(chǎn)生可能由于低壓壓氣機(jī)動(dòng)平衡后，剩余平衡量達(dá)到最大值狀態(tài)。（5）振動(dòng)故障產(chǎn)生可能由于篦齒盤和靜子機(jī)匣徑像間隙較小。

總結(jié)

基于粗糙集可以有效的降低某型民用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)振動(dòng)故障的發(fā)生，通過本篇文章對震動(dòng)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行總體的分析，為燃?xì)廨啓C(jī)正常運(yùn)行做出保障，使民用燃?xì)廨啓C(jī)可以安全可靠的工作。燃?xì)廨啓C(jī)是一個(gè)較為先進(jìn)復(fù)雜的動(dòng)力機(jī)械裝備，屬于高科技研發(fā)產(chǎn)品，是創(chuàng)新技術(shù)的主要體現(xiàn)，燃?xì)廨啓C(jī)在使用過程中需要結(jié)合多門專業(yè)多個(gè)領(lǐng)域的知識。民用燃?xì)廨啓C(jī)通常屬于小型汽車的核心部分，目前我國燃?xì)廨啓C(jī)的生產(chǎn)水平還十分有限，許多核心部分的安裝和大修過程都在國外進(jìn)行，不過隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，燃?xì)廨啓C(jī)得到的重視程度越來越高，研發(fā)和生產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的水平也會不斷提高，因此，對于燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)的震動(dòng)故障，還需要進(jìn)行深入的研究和分析，為燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)一步研發(fā)和更廣泛使用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。

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