西安交大故障诊断实验报告之转子故障.docx

故障诊断实验之转子故障

实验目的：了解转子常见的故障特征
实验仪器：转子试验台，电涡流传感器
信号采集与分析如下：

（一）不平衡故障：
Matlab 代码
%XY方向的振动信号显示
subplot(2,1,1);
plot(r1x600);
title('x方向位移');
subplot(2,1,2);
plot(r1y600);
title('Y方向位移');

%XY的轴心轨迹显示
plot(r1x600,r1y600);
title('轴心轨迹')

%X方向信号的频谱分析
t1=1/SampleFrequency:1/SampleFrequency:DataCount/SampleFrequency;
subplot(2,1,1);
plot(t1,r1x600);
title('X方向位移信号')
N=length(t1);
subplot(2,1,2);
plot((-N/2:N/2-1)*2000/N,abs(fftshift(fft(r1x600,N)))*2/N)
title('x方向频谱图')
axis([0 50 0 100]);
% Y方向信号的频谱分析
t1=1/SampleFrequency:1/SampleFrequency:DataCount/SampleFrequency;
subplot(2,1,1);
plot(t1,r1y600);
title('Y方向位移信号')
N=length(t1);
subplot(2,1,2);
plot((-N/2:N/2-1)*2000/N,abs(fftshift(fft(r1y600,N)))*2/N)
title('Y方向频谱图')
axis([0 50 0 100]);
实验数据分析：
600转时的X,Y位移信号

600转时的轴心轨迹

X方向振动频谱

Y方向振动频谱

1200转时的XY位移信号：

1200转时的轴心轨迹

1200转时的频谱分析

1800转时的XY位移信号：

1800转时的轴心轨迹

1800转时的频谱分析：

转子不平衡故障实验结论：
（1） X,Y方向振动的时域波形近似为正弦波
（2） 从频谱图上观察发现能量集中在基频，会出现小的高次谐波（如图600转时能量集中在10HZ，1200转时能量集中在20HZ，1800转时能量集中在30HZ，且在二倍频三倍频上有微小分量）
（3） 转子轴心轨迹近似椭圆（1800转时椭圆扭曲情况较为严重）
（4） 振动强烈程度随转速变化

㈡不对中故障
Matlab代码：同不平衡故障
实验数据分析：
1200转时的时域波形：

1200转时的轴心轨迹

1200转时的频谱分析
X方向

Y方向

1500转时的时域波形

1500转时的轴心轨迹

1500转时的频谱分析
X方向

Y方向

1800转时的时域波形

1800转时的轴心轨迹

1800转的频谱分析
X方向

Y方向

转子不对中故障实验结论：
（1） 时域波形为两个正弦信号的叠加
（2） 频谱上能量集中在一倍频和二倍频，这是由于联轴器的转频为转子转频的二倍
（3） 轴心轨迹为8字形或香蕉形
（4） 从本次实验结果来看，1500转时不对中信号最明显，即不对中状态受到转速的影响

㈢动静碰磨故障
Matlab代码：同不平衡故障
实验数据分析：
600转时的时域波形

600转时的轴心轨迹

600转时的频谱分析
X方向

Y方向

1200转时的时域波形

1200转时的轴心轨迹

1200转时的频谱分析
X方向

Y方向

1800转时的时域波形

1800转时的轴心轨迹

1800转时的频谱分析
X方向

Y方向

转子动静碰磨故障实验结论：
（1） 时域波形为正弦波与噪声的叠加
（2） 轴心轨迹不规则扩散，且有突变点
（3） 能量分布较为分散，一倍频，二倍频，三倍频均匀能量分布

小结：
通过本次实验，我对转子故障特征的认识更为深刻，对测试系统如何搭建，信号如何处理有了初步的了解，通过用matlab分析采集的信号，实践结合理论，印证了课堂上讲述的知识，感觉收获很多。