34、旋转机械振动识别与减振技术研究

旋转机械振动识别与减振技术研究

一、基于模型的振动识别

1.1 理论基础

在振动识别中，当未知分量数量 $K$ 小于测量信号数量 $2M$ 时，方程组可能没有唯一解。此时可采用最小二乘法来找到识别问题的明确解，使系统动态响应的计算结果与测量结果之间的差异最小化。另一种方法是人为增加待求的缺陷数量，使 $K = 2M$，将方程重新排列成矩阵形式 $\Gamma \cdot T = \Phi$ 进行求解。

1.2 识别步骤

1. 建立模型 ：以鼓风机转子 - 轴系统为例，根据技术文档确定结构混合模型的基本参数，包括有限宏观单元数量、几何尺寸和材料常数。该系统的混合模型由 66 个有限宏观单元组成。
2. 获取参数 ：轴承刚度和阻尼系数由制造商提供，轴承座和基础的刚度系数通过三维有限元技术确定，并通过实验测试验证结果。
3. 测量振动 ：在 6 个轴承支撑上安装加速度计，测量水平和垂直方向的横向振动。在机器额定稳态运行时，同时记录 12 个信号。
4. 信号处理 ：对时域振动信号进行滤波、积分，使用快速傅里叶变换（FFT）将选定的时间窗口转换到频域。
5. 确定模态响应 ：通过对无缺陷的鼓风机转子 - 轴系统模型进行弯曲/横向特征振动分析，求解代数方程组确定矩阵 $V$ 的分量，从而得到模态响应振幅 $c_i$ 和 $s_i$。
6. 识别缺陷 ：根据振