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滑动轴承状态声发射监测技术研究及其工程应用

作　者: 靳攀科
导　师: 李录平
学　校: 长沙理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 滑动轴承声发射状态监测系统 LabVIEW 工程应用
分类号: TH165.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

滑动轴承是汽轮发电机组轴系的重要支撑部件,其良好的工作状态是保证整个机组安全稳定运行的基础。因此,研究滑动轴承状态与其声发射信号特征之间的定性或定量关系,开发出用于滑动轴承状态监测的应用技术,对维护设备安全运行具有十分重要的理论价值和工程指导作用。基于LabVIEW软件平台,本文开发了基于声发射技术的滑动轴承状态监测系统,在实验室对该系统的性能进行了实验验证。实验结果表明:该系统反应灵敏,准确可靠,操作方便;且在对连续型声发射信号的趋势分析上,优于PAC公司生产的PCI-2型声发射检测仪。本文根据滑动轴承的工作特点,建立了摩擦功率损失与转速、油温、油压、轴承静载荷之间的定性关系。提出了大型汽轮发电机组滑动轴承状态声发射监测方案。并使用开发出的声发射检测系统进行工程应用试验,对300MW及600MW汽轮发电机组启动全过程中滑动轴承状态进行监测。对现场监测结果进行分析发现:轴承油膜较厚时,声发射信号较强;油膜较薄时,声发射信号较弱;油膜消失产生干摩擦时,声发射信号又急剧增强,当滑动轴承润滑工况严重恶化时,声发射信号大幅范围内跳动。通过与振动信号测试系统相比,滑动轴承声发射监测系统灵敏度高,监测结果准确,可靠。通过对理论研究和试验研究结果进行深入对比分析,找到了滑动轴承声发射信号特征随滑动轴承润滑状态的变化规律,为实时诊断滑动轴承的状态提供了重要依据。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 本课题研究的目的及意义  10
  1.2 滑动轴承状态监测国内外研究的现状  10-13
    1.2.1 滑动轴承状态检测技术发展现状  10-11
    1.2.2 滑动轴承状态声发射信号检测技术发展现状  11-13
  1.3 本文的主要研究工作  13-14
第二章基于声发射技术的滑动轴承状态监测系统开发  14-33
  2.1 滑动轴承声发射监测系统方案设计  14-15
    2.1.1 硬件系统的结构组成  14
    2.1.2 系统的功能设计  14-15
  2.2 声发射测量系统硬件配置  15-18
    2.2.1 传感器的选用  15-16
    2.2.2 前置放大器的选用  16-17
    2.2.3 数据采集卡的选用  17-18
  2.3 滑动轴承声发射监测系统软件开发  18-27
    2.3.1 软件开发平台简介  18
    2.3.2 参数设置模块  18-19
    2.3.3 数据采集模块  19
    2.3.4 数据处理模块  19-20
    2.3.5 数据存储模块  20-21
    2.3.6 信号特征参数计算模块  21-26
    2.3.7 状态监测与诊断模块  26-27
  2.4 系统界面设计  27-28
    2.4.1 主要界面功能设计  27
    2.4.2 系统显示界面  27-28
  2.5 系统的软、硬件集成与实验室实验  28-32
    2.5.1 监测系统软、硬件集成  28
    2.5.2 实验室性能验证  28-32
  2.6 本章小结  32-33
第三章汽轮发电机组滑动轴承声发射监测试验方案研究  33-41
  3.1 汽轮发电机组滑动轴承运行特点  33-36
    3.1.1 滑动轴承工作原理  33
    3.1.2 滑动轴承动态工作状况分析  33-36
  3.2 滑动轴承声发射监测内容  36-37
    3.2.1 启动升速过程的轴承声发射监测  36
    3.2.2 并网升负荷过程轴承声发射监测  36-37
    3.2.3 轴承标高变化过程声发射监测  37
    3.2.4 机组甩负荷过程轴承声发射监测  37
    3.2.5 降速过程的轴承声发射监测  37
  3.3 工程现场滑动轴承声发射监测方案  37-40
    3.3.1 传感器安装方法  37-38
    3.3.2 监测系统构建及其工作过程  38
    3.3.3 采样频率设置  38
    3.3.4 背景噪声检测  38-39
    3.3.5 机组启动与停机过程的监测程序  39
    3.3.6 机组带负荷过程的监测程序  39-40
  3.4 本章小结  40-41
第四章 300MW 汽轮发电机组滑动轴承声发射监测  41-63
  4.1 试验机组与监测轴承简介  41-42
    4.1.1 试验机组简介  41-42
    4.1.2 监测轴承简介  42
  4.2 试验过程简介  42
  4.3 机组冷态启动过程试验结果分析  42-58
    4.3.1 主要试验结果  43-54
    4.3.2 试验结果分析  54-58
  4.4 机组带负荷过程试验结果分析  58-62
    4.4.1 主要试验结果  59-61
    4.4.2 试验结果分析  61-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章 600MW 汽轮发电机组滑动轴承声发射监测  63-68
  5.1 试验机组简介  63
  5.2 试验过程简介  63
  5.3 试验结果与分析  63-66
    5.3.1 主要试验结果  63-66
    5.3.2 试验结果分析  66
  5.4 滑动轴承声发射检测系统的可靠性分析  66-67
    5.4.1 试验结果与理论结果的对比  66-67
    5.4.2 声发射信号特征与机组工艺参数的对比  67
    5.4.3 声发射信号特征与振动信号的对比  67
    5.4.4 声发射信号特征与油温和金属温度信号的对比  67
  5.5 本章小结  67-68
第六章汽轮发电机组滑动轴承声发射特征基本变化规律  68-73
  6.1 机组升速过程轴承声发射信号特征变化规律  68-70
    6.1.1 正常润滑状态声发射信号特征  68-69
    6.1.2 润滑状态恶化声发射信号特征  69-70
  6.2 机组定转速过程轴承声发射信号特征变化规律  70-72
    6.2.1 正常润滑状态声发射信号特征  70-71
    6.2.2 润滑状态恶化声发射信号特征  71-72
  6.3 本章小结  72-73
全文总结  73-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研情况  79-86

滑动轴承状态声发射监测技术研究及其工程应用

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