为了提升轴承故障诊断性能,提出了一种基于鲁棒局部均值分解(RLMD)和Kmeans++的轴承故障诊断方法。利用RLMD方法对轴承振动信号进行分解,得到乘积函数(PF),根据PF分量与原始振动信号的相关程度选择敏感PF分量,叠加敏感PF分量构成重构信号;通过计算原始振动信号和重构信号的时域、频域统计特征形成轴承故障特征集;利用线性判别分析(LDA)提取轴承故障的Fisher特征;通过Kmeans++聚类的方法对故障特征进行聚类,得到各工况轴承的聚类中心;通过计算测试样本与聚类中心之间的汉明贴近度来实现轴承故障诊断。利用含有不同信噪比的仿真轴承故障数据和Paderborn大学轴承数据中心的轴承故障数据评价所提出方法的有效性。结果表明,该方法即使在样本数较少的情况下也能够准确地识别出不同类别和级别的轴承故障。

本文通过分析以往中高水头电站混流式水轮机组导叶轴颈结构,指出导叶轴颈法兰盘处绕流漏水会对机组的安全稳定运行造成不利影响,并以某水电站为例进行了导叶轴颈绕流漏水量的计算,证实了导叶轴颈法兰盘处绕流漏水量会影响机组停机后的导叶封水效果。为减小导叶轴颈绕流漏水量,提出了三种防止导叶轴颈绕流的密封结构,经综合比较各种结构的优缺点,选定其中一种结构在白鹤滩电站百万机组设计中应用。本文的研究成果可供其他中高水头电站机组设计或检修改造时参考。

白鹤滩水电站共有16台百万kW立轴混流式水轮发电机组,其主轴密封为静压自平衡式轴向密封结构,结合其水文条件,由流体力学不可压缩粘性流体层流运动的诺维一斯托克斯方程,对浮动环的工作原理建立数学模型,求出给水压力与浮动量、流量等参数的表达式。然后结合水轮发电机组尾水位和主轴密封结构尺寸等,可得到在任一尾水位时的主轴密封给水压力与浮动量的函数变化关系,即可求出给水压力的调整范围,为机组主轴密封运行参数的选取、相关缺陷的分析诊断和优化主轴密封运行工况提供重要的数据参考。