軸系扭轉振動的案例
【基礎知識】扭轉振動那些事(一)
通常，扭轉振動就是用來分析上述復雜軸系。
旋轉機械的振動一般分為三類，徑向振動（也叫橫向振動），軸向振動，扭轉振動。徑向振動及軸向振動，均可采用電渦流位移傳感器進行監測，而扭轉振動則不然。由于扭轉振動比徑向及軸向振動更加難以測量，因此經常會忽略扭轉振動。實際上，扭轉振動可能相當劇烈，并且能夠產生可導致疲勞失效的破壞性循環應力。扭轉振動常見的危害有：損壞傳動齒輪、聯軸器，引起扭轉-軸向耦合振動，引起軸系裂紋和斷裂等。
一、什么是扭轉振動
不同的教材對扭轉振動的定義稍有不同，但大致相同。
通用定義：扭轉振動，是轉子圍繞其旋轉軸發生靜態和動態扭轉產生的振動。
汽輪機行業的定義：當汽輪機-發電機組軸系傳遞轉矩時，在其各個斷面上因所受轉矩的不同而產生不同的角位移。當轉矩受到瞬時干擾而突然卸載或加載時，軸系按固有扭振頻率產生的扭轉振動。
船舶行業的定義：船舶推進系統軸系在柴油機、螺旋槳等周期性的激振力矩作用下所產生的周向交變運動及相應變形，這種振動稱為扭轉振動。
二、扭轉振動的參數表征
所有旋轉機械均涉及功率的輸出和變換，而功率輸出需要傳輸轉矩。
展開 《汽輪發電機組振動》
I S B N： 9787508302065
版次：1
開本：16
頁數：270頁
內容簡介：
本書系統、全面地介紹了汽輪發電機組振動的基礎理論知識，滑動軸承的簡要理論和實踐，軸系的臨界轉速、不平衡振動響應和穩定性，振動測試技術，振動數據分析和處理，現場高速動平衡的理論基礎和加重計算方法，機組振動故障特征、診斷技術和處理方法，軸系扭振特性計算和現場試驗技術，振動標準以及軸系振動事故的防范等。本書匯集、總結了作者長期從事汽輪發電機組振動理論研究和現場實際工作的經驗，內容豐富，論述精煉。書中以理論為基礎，以大量詳細的實例為說明，是一體關于機組振動的基礎理論知識和工程實踐應用兼顧的有一定深度的專業書籍。
目錄：
第一章 轉子振動概述
第二章 滑動軸承理論和實踐
第三章 軸系的臨界轉速和不平衡振動響應
第四章 汽輪發電機組軸系穩定性
第五章 振動測試技術
第六章 振動數據分析及處理
第七章 機組動平衡
第八章 機組振動故障診斷技術
第九章 軸系扭轉振動
第十章 機組振動標準
第十一章 軸系振動事故及其防范
參考文獻
展開 [免費培訓]LMS振動噪聲試驗技術交流會（12.23,西安）
會議信息：
時 間：2014年12月23日 星期二
地 點：志誠麗柏jiudian 20樓多功能廳
地 址：西安高新技術產業開發區高新路46號，電話：029-88226699
主講人：孫衛青 先生—— LMS試驗產品經理
費 用：免費
日程安排：
上午9:00-12:00（8:30-9:00簽到注冊）
? 概述
? 振動噪聲試驗分析方法
? 頻譜分析的基本方法
? 振動噪聲分析思路：源－傳遞路徑－響應
? 結構動態試驗：模態試驗及分析
? 傳遞路徑分析的思路和方法
? 聲源識別技術概述
中午12:00-13:30 午餐
下午13:30-16:30
? 模態試驗分析方法概述
? 模態試驗方法概述
? 如何進行準確的模態參數辨識
? 模態參數辨識的最新技術進展
? 旋轉機械試驗分析
? 軸系扭轉振動
? 工作周期角度域分析
? 旋轉機械故障診斷
? 案例分享
? 問題討論
注冊：https://www.plm.automation.siemens.com/zh_cn/campaigns/single_topic.cfm?Component=232494&ComponentTemplate=186312
會務負責人：陳小娜 女士，E-mail：xiaona.chen@siemens.com;電話：010-85292931 ; 傳真：010-85292998
展開 『分享』多功能軸系動平衡及振動分析系統
摘 要 本文詳細介紹了作者研制的多功能軸系動平衡振動分析系統。本系統具有振動測試、信號分析、故障診
斷、振動數據庫、動平衡數據準備、動平衡計算和優化、動平衡資料管理、試重參考、分重計算、結果輸出等功能,并采用了
去除偏擺影響、多目標配重優化等代表最新進展的技術,為振動測試分析和動平衡試驗提供了完整的工作平臺。
多功能軸系動平衡及振動分析系統.PDF
國華準格爾電廠2號汽輪機軸系振動原因分析及處理
[摘 要]
國華準格爾電廠2 號機組自投產以來,軸系2 、3 號軸承原始振動值達75μm 左右,1 號軸承軸
頸在盤車狀態下晃度大。2003 年底,2 號機組2 、3 號軸承頻繁出現間歇性振動,最大峰值達134μm。2003
年8 月中旬以來,發電機7 號軸承振動在增負荷時呈較大的增長趨勢,最大達103μm ,已嚴重影響到機組
的正常穩定運行。通過對機組軸系振動在線監測數據和基建期間安裝遺留問題的綜合討論分析,制定了
相應的檢修方案,在2004 年初大修中實施后較好地解決了這些問題。
[關鍵詞] 汽輪機;軸系振動;軸承碰摩;平衡;故障處理
[中圖分類號] TK268. + 1
國華準格爾電廠2號汽輪機軸系振動原因分析及處理.pdf
展開 【CAE案例】渦輪發電機主軸扭轉與葉片彎曲耦合振動分析
振動是渦輪發電機運行過程中值得特別關注的問題。由于本身的復雜結構，以及運行過程中的隨機性，渦輪發電機振動的成因也比較復雜：機組的設計、加工不當，部件本身的機械缺陷，機組的約束、受力都會引起振動。過大的振動會帶來危害，如加劇材料的疲勞破壞，加快旋轉部件的磨損，引起葉片疲勞破壞與斷裂。機組共振還會引起廠房振動，對設備和人員安全造成威脅。
本案例以N4渦輪發電機組為例，通過code_aster實現對發電機的主軸扭轉和葉片的彎曲的耦合計算，目的是防止渦輪發電機的旋轉頻率和諧振干擾主軸扭轉和葉片彎曲的模式。案例的核心是通過Sous-Structuration dynamique實現計算模型的拆分求解和再裝配，對于復雜模型具有參考意義。
展開 一文覽盡轉子動力學橫向、扭轉、軸向及耦合振動分析
Rotor（轉子動力學模塊）是大部分旋轉機械用戶都要用到的，可以看到，DyRoBeS軟件的Rotor模塊可以進行四種類型的振動分析，如下圖2所示，分別是Lateral Vibration（橫向振動）、Torsional Vibration（扭轉振動）、Axial Vibration（軸向振動）、Lateral-Torsional-Axial Vibration（橫向-扭轉-軸向耦合振動）。而對于第四種Lateral-Torsional-Axial Vibration（橫向-扭轉-軸向耦合振動）分析，也可以進行兩種耦合振動分析，比如橫向＋扭轉振動分析、橫向＋軸向振動分析、扭轉+軸向振動分析，可以說，DyRoBeS軟件提供的四種振動分析涵蓋了幾乎所有轉子的動力學分析類型。
圖2 DyRoBeS軟件的Rotor模塊的四種振動分析類型
DyRoBeS軟件的Rotor模塊中，在Tools菜單欄里提供了各種類型軸承以及各型動密封等等的計算工具接口，詳見下圖。
展開 新能源汽車傳動系扭轉振動抑制策略——主動防抖控制
之前圈子里有工程師從系統層面介紹了新能源汽車傳動系扭轉振動抑制的不同手段，今天小編就從控制層面，簡單聊一下傳動系扭轉振動抑制的方法：主動防抖控制。
主動防抖控制，大白話：主動施加防止抖動的控制策略。
為什么要施加主動防抖控制？原因很簡單：新能源汽車的電機到車輪之間沒有傳統內燃機車上的扭轉阻尼減振器，所以傳動系上的抖動無法被阻斷和吸收，同時抖動通過殼體、懸置等耦合到車身，于是整車彌漫著農業重金屬氣息。With這種車，你無法步入新時代，因為你所有撩的套路都見光死，甚至連只想當個安靜的美男子的愿望也灰飛煙滅，因此，才有主動防抖控制來抑制抖動。
那么沒人車震，車里也沒有內心住著縫紉機的抖腿一族，為啥車會抖呢？工程師說電機經減速器過半軸最后到車輪，這樣一個傳動系可以等效為二階系統，見下圖，大小慣量、剛度和阻尼等是它的參量，在階躍扭矩輸入條件下或者運行在固有頻率區間，就會發生振動。
這么說有點抽象有點費腦細胞，舉個例子：60千克的小明，虎虎生風的推了一把動他最后一根辣條的熊孩子，啪，熊孩子倒在了兩米外；改天，他又去推了一把動他最后一根辣條的體重180千克隔壁老王，老王紋絲未動，而小明被彈了出去，踉踉蹌蹌幾乎摔倒。
展開 [網絡研討會]傳動系扭轉振動系統仿真分析解決方案(2016.3.4)
網絡研討會
傳動系扭轉振動系統仿真分析解決方案
2016年3月4日
會議亮點：
如何可以優化傳動鏈設計以降低振動？
如何診斷振動噪聲問題如轟鳴，clonk，離合器顫振等？
如何優化減振器部件設計：離合器減振器，雙質量飛輪，離心擺吸振器，懸置等？
當今，主要的傳動部件之間的相互作用，以及動力總成技術、結構的多樣化，使傳動工程師正面臨著新的挑戰。例如，僅變速器的類型就已經從AT/MT
擴展到
AMT/DCT/CVT，扭矩矢量系統等。由于動力總成各個部件之間逐漸增加的機械、熱、電、液壓、控制之間的相互作用所引起的耦合影響，要設計出高性能
動力總成的同時保持良好的駕駛性能，并且降低油耗和排放，僅僅是部件級設計分析是不夠的，這使得系統級設計已經成為動力總成開發過程中關鍵的一環。隨著動
力總成作動器數量的增加，這種趨勢將進一步深化。
此次研討會將穿插生動的演示，介紹真實的用戶案例來幫助聽眾更好的理解內容。相信會給關注傳動系振動噪聲問題的工程技術人員帶來有價值的技術分享。
時間：2016年3 月4 日 星期五上午10:00-11:40
主講人：聶利衛 LMS Amesim 中國技術工程師
內容安排：
1. NVH相關挑戰和Amesim方案介紹
行業背景和工程挑戰
Amesim NVH分析的解決方案
2. Booming和Clunk
蘭博基尼用戶案例介紹
如何對發動機扭振建模
變速器和傳動鏈動態模型
齒輪接觸模型
3.
展開 合肥蕪湖蘇州南京LMS振動噪聲測試技術研討會 暨SCADAS XS.....
30
下午 13:30-16:00
LMS振動噪聲試驗分析方法
振動噪聲分析思路：源－傳遞路徑－響應
結構動態試驗：模態試驗及分析
傳遞路徑分析(TPA)的用途和方法
Yes
Yes
如何有效降低風噪
氣動—聲學研究的應用案例
Yes
如何應對新型動力總成系統設計的振動噪聲挑戰，如：混動和純電動動力總成系統
動力總成開發中高效的NVH測試應用案例
Yes
Yes
Yes
如何應對新法規對車輛開發的影響
簡化通過噪聲認證過程，通過噪聲工程技術的最新進展
Yes
Soundbrush“聲學刷”
全新的噪聲診斷工具—聲學刷(LMS Soundbrush)
Yes
旋轉機械試驗分析
軸系扭轉振動；工作周期角度域分析；旋轉機械故障診斷
Yes
LMS試驗在家電行業的應用
Yes
Yes
Yes
17日上午 9:00-12:00
一維仿真Amesim用于傳動系NVH分析的實例介紹
Amesim在汽車空調制冷系統性能和NVH方面的應用
Yes
歡迎參加"LMS振動噪聲測試技術研討會暨SCADAS XS——全新掌上數據采集系統發布會"，有機會贏取獎品！
展開 多工況下發動機振動噪聲研究
但內燃機質量大，振動噪聲高，長時間運行時發動機溫度和壓力過高，氣缸內易積攢煙灰和積碳。由于內燃機在運行過程中，活塞撞擊和零配件的間隙過大等都會導致內燃機缸蓋和機體振動。內燃機表面的振動信號反映了內燃機內部的工作狀態，對振動噪聲信號進行測試和分析可以得出內燃機內部運行狀況和振動噪聲產生的原因。
21 世紀以來，國內內燃機噪聲與振動控制發展迅速，對內燃機噪聲源識別技術、內燃機軸系扭轉振動產生機制、內燃機噪聲聲強測試法等做了大量的研究。文獻中對內燃機結構振動、表面輻射噪聲進行了深入分析，并研究了內燃機結構的振動與輻射噪聲間的關系。
本文作者對主流噪聲振動測試設備采集的振動噪聲信號進行頻譜分析，并對分析所得的振動頻譜圖、ColorMap圖、階次分析圖進行分析，得出振動與噪聲產生的原因。
1. 振動信號采集
內燃機表面振動的激勵信號頻譜范圍較廣。為了研究振動響應信號，采用測試頻譜范圍較廣的加速度傳感器和聲學傳感器。振動信號測量過程中，所測量的信號需要經過傳感器、放大器和數據采集系統等。
1. 1 測試設備與試驗對象
( 1) 測試設備
現主流測試設備主要由德國海德、德國西門子、美國PCB、丹麥BK 等公司生產提供。此次試驗采用的是德國西門子公司生產的LMS SCADAS MobileSCM05 多通道噪聲振動測試系統，該系統由LMSSCADAS Mobile SCM05 數據采集前端、SimcenterTestlab 18 測試分析軟件、Simcenter Testlab 18 模擬合成軟件及相應的聲學和振動傳感器組成。該系統與其他同類產品相比，所測量的振動和噪聲信號精確度更高，故測量數據精確可靠。所使用的聲學傳感器的靈敏度為50 mV/Pa。
展開 
船舶設計：船舶推進軸系方案設計的關鍵技術
目前，軸系減振的常用方法包括：減小激勵能量并增加阻尼、改變軸系結構屬性以調整其固有頻率、劃分轉速禁區等。
2.1
軸系振動簡介
按照振動型式，軸系振動可分為扭轉振動、回旋振動和縱向振動，如圖4所示，文獻［32］詳細介紹了這3 種振動型式的原理、計算方法及發展歷程。扭轉振動對軸系運行安全性和穩定性的威脅最大，故最早引起學者關注，其研究也最為深入；回旋振動次之；縱向振動的威脅較小，其研究起步也較晚。近年來，隨著軸系設計要求的提高，軸系不同振動型式之間的耦合作用也引起了研究學者的重視。
圖4 軸系振動型式的分類示意圖
2.2
軸系振動及控制技術研究現狀
為提高軸系設計質量，國內外學者針對軸系振動計算及振動控制問題開展了大量研究工作。例如，孔曉麗等［33-35］分析了不同推進工況下的軸系激勵及力矩計算方法，并結合數值仿真與試驗測試成果，研究了船舶在冰區載荷下航行的軸系振動特性。
展開 【機組軸系】機組總成設計中軸系分析
各類軸系扭振的產生，即便不造成軸系一次性損壞，也會不同程度地降低使用壽命。因此，還應該考慮激發扭轉的共振因素引起的如齒輪不平衡和節圓跳動，以及驅動機啟動時的瞬態扭矩等問題。所以對于電機驅動的機組，還應該進行電機啟動、二相短路和三相短路狀態下的瞬態扭轉振動分析。
下面以一套催化裂化三機組（采用YL-10000型煙氣輪機，AV63-12型軸流風機，TX-63型變速箱，QwG900KA4型異步電動／發電機）為例，對機組軸系進行扭轉振動分析。采用美國DyRoBeS有限元軸系計算程序進行分析。
1. 建立力學模型
實際構件的質量和剛度不是集中而是分散的，而系統中的阻尼有集中也有分散。在建立模型時，將一實際軸系截成許多軸段，分段點分別取在葉輪（或其它集中質量）的重心位置、存在不平衡質量的地方、軸直徑發生變化的地方、軸承中點以及軸的兩端等位置。至于軸段部分的質量，則作為連續分布，不將其集中到軸段兩端的分段點上。這樣就將一個實際轉子，看成一系列等截面軸段或錐段把許多集中質量分布在各分段點上的計算力學模型。顯然，分段點的普遍特性是具有集中質量、葉輪的直徑轉動慣量、極轉動慣量等。
采用專業的軸承-轉子動力學分析軟件DyRoBeS進行建模及分析工作，機組軸系模型如圖1所示。
2.
展開 泵振動的原因分析及處理措施
⑤ 支架和底板：及時發現有振動的支撐件的疲勞情況，防止因為強度和剛度降低造成固有頻率下降。
⑥ 間隙和易損件
保證電機軸承間隙合適；
適當調整葉輪與渦殼之間的間隙；
定期檢查、更換葉輪口環、泵體口環、級間襯套、隔板襯套等易磨損零件。
（6）消除由于泵的選型和操作不當引起的振動
① 兩泵并聯應保證泵性能相同。
② 泵性能曲線應為緩降型為好，不能有駝峰。使用時要注意: 消除導致離心泵超載的因素，比如流道堵塞；
③ 適當延長泵的啟動時間，減小對傳動軸的擾動，減小轉動部件和靜止零件之間的碰撞和摩擦，以及由此引起的熱變形；
④ 對于離心泵的滑動軸承，啟動過程中應加足預潤滑油，避免干啟動；
⑤ 定期向需要注油的軸承適量注油；
⑥ 對于長軸液下離心泵，因為軸系存在著扭轉振動，若使用的有推力瓦，則受損傷的主要是推力瓦，這時可以適當提高潤滑油的粘度，防止液體動壓潤滑膜的破壞。
⑦ 為了防止泵的振幅過大，還可以使用測量分析振動狀況來確定離心泵的最佳工作參數。
5、泵振動的誘因包括機械的、離心力的和電力的原因。
展開 