为了更深入地了解内燃机工况与敲缸振动的关系,通过建立数学模型和仿真计算验证了内燃机气缸敲击振动峰峰值与发动机转速的非线性关系及与发动机负载的线性关系。内燃机扭矩平衡方程包含了发动机转速、负载和动力扭矩等信息,通过动力扭矩与活塞所受侧推力之间的几何关系将活塞径向加速度引入扭矩平衡方程,以活塞径向加速度在燃烧膨胀冲程上止点处的冲击信号峰峰值来表征敲缸振动的剧烈程度,整理后的数学模型显示加速度振动与内燃机转速为非线性关系、与负载为线性关系,经AVL-EXCITE仿真计算验证了数学模型的正确性。研究结果可以帮助在线监测系统和故障诊断人员根据敲缸振动对转速和负载的敏感性判断是否发生敲缸,为敲缸故障预警提供参考依据。

为了探究气门间隙异常故障的诊断方法,分别通过仿真模拟与实验探究,运用ADAMS软件对配气系统核心部件进行建模,对不同气门间隙下部件的动力学行为进行模拟,探究故障机理和故障敏感特征。基于Teager能量算子,探究实际机组振动信号中气门间隙异常故障敏感特征的精确提取方法。在一台TBD234柴油机中模拟该故障,采集缸盖振动信号。结果表明,随间隙增大开启冲击相位推迟、关闭相位提前,峰值能量增大,验证了故障特征的敏感性和故障诊断方法的有效性。

针对滚动轴承变速过程中振动信号非平稳,早期故障特征微弱的特点,将阶次跟踪与能量算子(EO)相结合,提出阶次跟踪能量算子(OTEO)与奇异值分解(SVD)结合的轴承故障诊断方法。首先,对时域振动信号进行SVD以降低噪声干扰;然后,对降噪后的信号进行OTEO解调分析,即对信号先进行EO解调再对包络信号进行阶次跟踪;最后,采用Fourier变换做出包络阶次谱,从中提取出滚动轴承故障特征阶次。试验结果验证了该方法对于滚动轴承故障特征提取的有效性。

齿轮发生故障后,由于采集到的振动信号同时包含故障冲击、确定性啮合信号及噪声等多种信号,同时,各种信号还会受传递路径的影响,使得齿轮故障特征提取难度较大。倒频谱分析是常见的齿轮故障诊断方法,能将边频带中的周期成分显示为单根谱线,有助于故障诊断,但当故障特征信号较微弱时,倒频谱中得到的故障特征并不明显。为此,提出一种特征增强倒频谱分析方法,利用最小熵解卷积、自回归线性预测和小波去噪3种特征增强方法,逐步增强齿轮振动信号中的故障冲击特征,再利用倒频谱进行故障特征提取。通过实验,验证了所提方法的有效性。

整体齿轮增速式压缩机由于其结构紧凑、效率高而在现代流程工业中得到广泛的应用，然而由于该类型压缩机为多平行轴系结构，其轴承载荷随着压缩机负荷而发生变化，使得该类转子的动力学分析异常复杂。本文以某实际压缩机组为研究对象，建立了齿轮一轴承一转子的弯曲一扭转耦合系统有限元模型。首先对未耦合的单转子进行刚性支撑下的模态分析和弹性支撑下的不平衡响应分析，并同实测结果对比以确定分析结果的可靠性。在此基础上，研究并揭示了轴承载荷导致的刚度系数变化对转子临界转速和不平衡响应的影响规律，同时对比分析不平衡振动在各个转子之间的传递特性。研究结果表明转子振动幅值会随着压缩机负荷的增加而增加，而齿轮啮合刚度会增大转子振动对不平衡的敏感程度。本论文研究结果可为齿轮增速式离心压缩机的设计...

提出了应用LMS Test.lab和Bentley AutoPIPE相结合进行往复压缩机管道系统振动测试的新方法,利用LMS Test.lab软件、LMS SCADAS Mobile可扩展数据采集前端及相关硬件,搭建了往复压缩机管道振动测试分析系统,对北京某管道公司高压压缩机管道系统的试验模态和工作模态进行了测试分析,并对测试结果与Bentley AutoPIPE计算出的理论模态结果进行了对比。根据模态分析的结论,制定了合理的减振方案,减振措施现场实施后效果显著,验证了本文模态分析方法的正确及有效性。

基于局部行程压开进气阀的往复压缩机无级气量调节系统采用液压系统驱动机械执行机构控制吸气阀的开启时间实现气量调节。本文通过建立气量调节工况下往复压缩机工作循环的数学模型与吸气阀阀片运动的数学模型,模拟了不同负荷下气缸内动态压力,分析执行机构外力瞬间撤销下吸气阀阀片自由关闭时的运动规律;利用AMESim软件对复位弹簧在不同的弹簧刚度下执行机构运动规律进行研究;通过实验与仿真结果对比分析,确定了气量调节工况下吸气阀运动规律和气量调节工况下缸体振动冲击的来源;为往复压缩机无级气量调节系统的研发和气量调节工况下往复压缩机吸气阀故障诊断提供理论依据。

往复压缩机活塞杆断裂故障是往复压缩机一类严重的故障,本文在Griffith提出的裂纹扩展的能量平衡准则的基础上,对活塞杆断裂故障机理进行了分析,得出活塞杆断裂故障发生时活塞杆振动幅值会增大;同时通过对往复压缩机活塞杆沉降位移信号进行小波降噪,滤除信号中噪声信号,并计算处理后的信号的峰峰值。最后通过观察几个活塞杆断裂故障案例,说明了活塞杆断裂故障发生时活塞杆振动幅值确实会增大,可以将小波降噪后的沉降位移信号的峰峰值作为活塞杆断裂故障的报警或诊断的特征参数。

气阀作为往复压缩机的关键部件，其故障率一直以来都排在首位，阀片运动规律的优劣直接影响气阀的使用寿命，故研究阀片的运动特性就显得特别重要。根据网状进气阀的结构建立了数学模型和实体模型，采用MATLAB和ANSYS/LS-DYNA软件对阀片动作过程进行了模拟，又用传感器对网状阀的阀片位移进行了实际测量。通过对仿真与试验结果的分析比对，得出了阀片在不同气阀弹簧刚度及不同转速下的动作响应特性，并分析出了振颤应力与撞击应力对阀片寿命的影响。

以含有间隙运动副的往复式压缩机为研究对象，利用RecurDyn软件的碰撞函数，建立带有十字头销间隙的压缩机传动机构动力学模型，根据往复式压缩机热力学方程，借助MATLAB模拟出无级气量调节下的动态气体力。考虑不同间隙幅值和多种工作负荷的因素，研究机组在无级气量调节系统作用下的动力学特性。仿真结果表明，间隙接触副对压缩机传动机构的动力学性能有显著影响，为传动机构的设计提供依据。针对气量调节下的机组，分析变工况给传动机构带来的一系列影响，为无级气量调节系统的研究提供实际参考价值。