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第一章 概述 1

一、引言 1

1.旋转机械的基本构成及特点 1

2.振动监测与故障诊断技术的发展概况 2

3.我国在旋转机械振动的检测、监视及故障诊断方面的概况 4

二、振动测量与监视的目的 7

1.旋转机械的预防性维修与预测性维修 7

2.振动监测的目的 9

三、振动基本概念 11

1.周期振动与简谐振动 11

2.振动位移、速度和加速度 12

3.振动波形的峰值、峰-峰值、有效值和平均值 14

4.简谐振动系统的自振频率 15

5.振动的合成与分解 16

四、旋转机械的常见振动 19

1.按振动频率分 20

2.按振动发生的部位分 20

3.按振幅方位分 20

4.按振动原因分 21

五、旋转机械测量和监视的基本参数 21

1.动态参数 22

2.静态参数 24

3.其它参数 26

第二章 传感器 27

一、电涡流传感器 27

1.电涡流传感器的工作原理 27

2.等效电路分析 28

3.传感器的结构 29

4.测量线路 30

5.主要性能和应用举例 36

6.传感器的安装 39

7.传感器的标定 41

二、速度传感器 43

1.工作原理 43

2.结构形式 45

3.性能和应用 47

4.标定 48

三、加速度传感器 49

1.原理简述 49

2.等效电路 51

3.结构形式 54

4.安装和使用 56

5.标定 58

1.工作原理 61

四、复合式传感器 61

2.复合式传感器的结构 62

3.测量电路 62

4.复合式传感器的特性和应用 63

五、温度传感器 64

1.热电偶温度传感器 65

2.特殊热电偶 67

3.热电阻温度传感器 68

第三章 旋转机械振动监测常用仪器 72

一、转速、振动和相位测量 72

1.转速测量原理 72

2.振动功测量原理 75

3.相位测量 83

二、旋转机械状态监测典型仪器 84

1.DVF 2型数字矢量滤波器 84

2.HZ-8500型监视仪 89

三、磁带记录仪 91

1.概述 91

2.模拟磁带机的基本结构，工作原理及其特点 92

3.模拟磁带机的选用 97

四、信号分析仪 100

1.概述 100

2.信号分析仪的功能 101

3.信号分析仪的工作原理 102

4.常用信号分析仪的技术规格 106

5.信号分析仪的操作 108

第四章 分析技术基础 111

一、概述 111

二、时间域的分析 114

1.波形分析 115

2.轨迹分析 121

3.键相器分析 124

4.直流分量及浮起量的问题 127

三、幅值域分析 129

四、时差域分析 134

1.自相关函数 134

2.互相关函数 136

五、频率分析 139

1.滤波方法 141

2.相关滤波技术 154

3.离散傅里叶变换 158

4.用快速傅里叶变换进行频率分析 168

六、阶次比分析 169

七、提高作谱质量的几个方法 175

1.功率谱分析 175

2.同步平均谱 179

3.有效分辨率及改进分析能力 180

4.细化分析 182

5.实时分析 184

八、频谱的三维显示 185

九、倒频谱分析 189

十、频响函数的测量 194

1.频响函数的测量 194

2.相干函数的测量 197

3.相干功率谱 198

十一、模态的分析与测量 200

1.模态与模态参数 200

2.模态测量方法 201

3.转轴在临界转速下的振型 203

1.转子的受力分析 206

一、转于振动的一般概念 206

第五章 转子动力学基础理论 206

2.转子的振动分析 207

二、单质量转子在不同条件下的各种振动 207

1.单质量转子的振动方程 207

2.无阻尼的动不平衡的单质量转子 209

3.有阻尼的动不平衡的单质量转子 210

4.有阻尼有周期旋转外力作用的单质量转子 213

5.有阻尼的单质量转子的自激振动 214

6.有周期旋转力作用的弹性支承单质量转子的振动 217

7.弹性支承的单质量转子的自激振动 221

三、转子的临界转速 226

1.单圆盘转子临界转速 226

2.多圆盘转子的临界频率 228

3.临界转速计算 231

2.转子不平衡 237

1.转子的不平衡原因和危害 237

第六章 动平衡 237

一、概述 237

3.静不平衡与动不平衡 238

4.刚性转子与挠性转子 239

二、刚性转子的平衡 240

1.平衡原理 240

2.刚性转子的平衡方法 242

三、挠性转子的动平衡 246

1.挠性转子的平衡特点 246

2.挠性转子的平衡方法 247

3.高速动平衡机 250

四、不平衡引起振动的主要特征 252

1.刚性转子不平衡的主要特征 252

2.柔性转子不平衡的主要特征 252

1.油楔承载机理 254

第七章 高速旋转机械中的滑动轴承 254

一、流体动压润滑的基本原理 254

2.雷诺方程 255

二、动压润滑向心轴承的静态特性 263

1.单油楔向心轴承的几何参数与静平衡曲线 263

2.单油锲向心轴承的短轴承近似分析 265

三、流体动压润滑推力轴承 272

1.几何参数 272

2.动压推力轴承的静态特性 273

四、油膜紊流对轴承静特性的影响 276

五、滑动轴承油膜的动态特性 277

1.轴承油膜动态特性的定义 278

2.油膜动力及油膜力增量 280

1.油膜轴承支承的转子的振动特性 284

六、轴承油膜对转子振动特性的影响 284

2.油膜振荡现象及其特性 285

3.油膜振荡机理的解说 288

七、轴承油膜稳定性准则与失稳转速 291

1.系统的运动方程式 292

2.油膜稳定性准则 294

3.失稳转速的计算 296

八、防止油膜振荡的措施 301

1.合理选择轴承结构与参数 301

2.采用稳定性好的轴承形式 303

3.利用外加阻尼支承 303

九、高速滑动轴承的形式 305

1.高速轴承形式 305

2.各种形式轴承的性能比较 311

1.间隙激振的重要性 317

第八章 其它原因引起的振动 317

一、密封间隙中流体激起的振动 317

2.间隙激振的基本理论 318

3.间隙激振力的刚度系数 326

4.间隙振荡的识别 328

5.间隙振荡的消除 329

二、压缩机系统的喘振 330

1.旋转失速 330

2.喘振 332

3.喘振与运行参数的关系 332

4.喘振的频率特性 334

三、气流脉动 334

1.气流脉动的成因 334

四、摩擦引起的振动 335

1.转轴材料内摩擦引起的振动 335

2.频率特性 335

2.叶轮与轴的紧配合造成的不稳定振动 337

3.转子动静接触时引起的摩擦 339

五、转轴不对中 342

六、转轴裂纹引起的振动及其诊断方法 344

1.裂纹类型及其影响 345

2.裂纹转子在重力作用下的响应 347

3.裂纹转子的不平衡响应 349

4.裂纹的监测及诊断 351

七、倍频共振及分频振动 352

1.倍频共振 352

2.分频振动 353

八、叶片及导叶 356

九、滚动轴承 358

1.由滚动轴承元件的缺陷而造成的频率特征 360

2.导致频率特性修改的因素 361

3.频谱举例 365

4.频谱图上的一些细节 366

5.多种缺陷的传速频率的旁瓣 367

十、齿轮 369

1.齿轮啮合频率 370

2.自振频率 371

3.旁瓣或边带 371

4.齿轮故障的分析方法 372

十一、振动分析与故障症兆 372

十二、机组故障诊断实例 381

1.某化肥厂低压压缩机K1501的振动 381

2.某电厂TK-120 12万kW机组振动 385

3.某化肥厂55万t尿素装置中合成气压缩机驱动透平的振动 386

4.某电厂3号机的振动问题 388

一、旋转机械常用的监视仪表系统 391

1.主要功能与类型 391

第九章 旋转机械状态监测与故障诊断系统 391

2.监视仪表的基本组成及电路结构特点 392

二、旋转机械监视仪系统的选用原则 394

1.旋转机械的分类 394

2.机械方面的因素 395

3.传感器方面的因素 397

4.旋转机械监视系统选择流程图 401

5.大型汽轮机组的保护系统选择 403

三、汽轮机监视仪表系统(TSI)简介 407

四、动态数据处理系统 409

1.动态数据处理系统的功能 409

2.动态数据处理系统的组成及作用 410

1.旋转机械自动诊断系统的基本功能及组成部分 421

五、旋转机械故障自动诊断系统 421

2.旋转机械健康监控系统简介 423

附录 429

一、旋转机械状态监测与故障诊断常用术语 429

二、透平机组转轴的振动测量及其评价 448

1.前言 448

2.轴振动测量小的一些问题 449

3.轴振动的力学 450

4.轴振动的测量 455

三、电站透平转轴振动的测量和评价 459

1.前言 459

2.应用范围 460

3.测量须知 461

4.特有的振动现象 461

参考文献 471