全信息技术之全矢谱分析技术

ike944

对于矢谱分析的初衷同样来自于诊断实践。
    早期进行故障诊断时，经常发生以下情况：
1． 同一截面上不同的传感器信号不但信号强度不同，有时信号特征也不同。这样一来，诊断者便无法确认故障的类型，往往做出的结论一人一样；
2．几乎所有的方法并未考虑支撑系统刚度对振动的影响，如对转子一阶临界转速的确认，就存在不同方向上得出的值相差较大；
3． 全息谱或全谱均为二维信息融合，且仅考虑了动态振动，没有考虑位置和轴向运动对机组状态的影响。在很多情况下，轴向负荷过大导致推力轴承损坏，但未必径向振动一定超过报警线；
4．现场用户仍然有很多人看不懂图谱，主要问题是提供的信息量不足，或者无法自行从图谱中提出有效的诊断信息，影响了使用效果。
基于上述情况，以韩捷教授为首的团队提出了全矢谱分析技术，并形成了理论体系（见韩捷、石来德等著《全矢谱分析技术及工程应用》，机械工业出版社2008年9月出版）。
    全矢谱分析技术是一个系列分析技术，涉及的分析方法很多，我们举例来说明如何在工程中应用这项技术。
    对于滑动轴承支撑的转子系统，衡量其工作状态是否正常的因素有：
1．转子在轴承间隙内具有合理的偏心率和方位角；
2．转子轴向位移和轴向振动在合理范围内。
    偏心率是衡量转子运行稳定性的重要指标，偏心率太大转子易与轴承摩擦，太小则容易失稳，因此合理的偏心率范围是保证转子与轴承既不摩擦也不失稳的保证条件；方位角表达了转子被油膜抬起的位置，同样方位角太小说明转子未被有效抬起，对建立油膜不利，方位角太大则容易导致转子在轴承中失稳，同样存在一个合理的区域。
    轴向运动包括两个部分，一是轴向位移，通常作为机组保护的监测参数，是反映轴向负荷大小的指标；二是轴向振动，对轴弯曲、联轴器角度不对中反映较敏感。因此，除了径向运动保持在合理的区域以内，轴向运动也应保持在合理的区域以内。
    将上述要求在“空间全矢信息谱”中得到了充分体现，并已完成了算法优化、信息量提取规则、合格区域智能确认等技术以及部分工程验证工作。
    空间全矢信息谱是目前融合信息量最高的方法，也是一种让普通技术人员能够“看懂”的分析技术。实践证明，只要将“规则”告诉操作人员，80%以上的人员能够在30分钟内掌握这种监测技术，而且会得出相同的结论。