非定常振動のスペクトル解析による回転軸のクラック検出法の研究

非定常振动频谱分析转轴裂纹检测方法研究

基本信息

批准号：
08650289
负责人：
石田幸男
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、回転機械を停止せずに、クラックの発生時の振動特性の変化からクラックを早期に、簡単に、かつ確実に検出する方法を開発することを目的として行った。特に、非定常振動(回転速度を0から定格回転速度まで加速)したときのスペクトルに注目した検出法である.既存の研究では不つりあい応答としての定常振動に注目しているため、ふれまわり振動中に軸の伸びている部分と縮んでいる部分の入れかわりがなく、したがってクラックの特徴が出難く、また仮に特徴的な振動が発生したとしても、監視した運転速度とはずれる可能性が高く、検出の確実性からみれば不十分なものである.本研究では、広い回転速度で掃引したときの非定常振動のスペクトルに注目しており、変化の発生を見逃すこともなく、また回転速度の変化によりクラックの開閉状態の切り変わりが起き、クラック発生による変化が出やすい。研究の結果、水平軸にクラックが発生した場合、(1)主危険速度通過時の振動は不つりあいの方向だけでなく大きさによっても大きく異なること、(2)後向きふれまわり振動、前向き2次超調波振動の非定常振動を十分大きくなることなどが明らかとなった。なお、スペクトルの特徴に定常振動との差異も現われるが、そのちがいはさほど大きくなかったことも明らかとなった。

本研究的目的是开发一种基于裂纹发生时振动特性变化的早期、简单且可靠的裂纹检测方法，无需停止旋转机械。特别是，这种检测方法侧重于非稳态振动的频谱（转速从0到额定转速的加速度）。现有研究侧重于稳态振动作为不平衡响应，因此回旋振动的伸展和收缩部分没有交替轴，因此不存在破裂的可能性。此外，即使出现特征振动，也有很大可能偏离监测的运行速度，因此检测的可靠性不足，我们关注的是高速扫描时的非稳态振动频谱，因此我们可以检测变化。不会错过他们。转速的变化导致裂纹在打开和闭合状态之间切换，并且由于裂纹的产生而可能发生变化。研究结果表明，当水平轴上出现裂纹时，（1）通过主临界速度时的振动根据不平衡方向和尺寸的不同而变化很大，（2）向后旋转振动，向前旋转振动二次振动等。已经明确可以充分增大超谐波振动的非定常振动。还表明，尽管光谱特性与稳定振动的光谱特性存在差异，但差异不是很大。