Зависимость значений межкомпонентных фазовых отношений гармонических составляющих вибрации от смещения несоосных валов

Представлена аналитическая зависимость фаз и значений межкомпонентных фазовых отношений гармонических составляющих виброперемещения несоосных валов от их смещения. Гармонические колебания валов моделировали при помощи лагранжиана, связывающего вибросмещение и действующие в системе силы. Для удобства вывода лагранжиан переписан в комплексном виде. Полученные алгебраические уравнения связывают комплексные амплитуды компонентов вибрации с амплитудами периодических сил на тех же частотах и с параметрами механической системы (жесткостью, затуханием). Амплитуды периодических сил связаны с величиной параллельной и угловой расцентровок валов согласно принятой модели. Вычисление значений межкомпонентных фазовых отношений используется, чтобы избавиться от случайного начального сдвига фаз, обусловленного выбором начала отсчета времени. Оценена величина эффекта, производимого расцентровкой валов, на амплитуды и значения межкомпонентных фазовых отношений составляющих сигнала. Полученный результат может быть использован для построения устройств оценки смещений валов и состояния оборудования, основанных на анализе сигналов вибрации.

1. Lei Y. (2016) Intelligent Fault Diagnosis and Remaining Useful Life Prediction of Rotating Machinery. Oxford, United Kingdom, Butterworth-Heinemann.

2. Hariharan Dr. V. (2009) Vibration Analysis of Misaligned Shaft - Ball Bearing System. Indian Journal of Science and Technology. (2), 45-50.

3. Buscarello R. T. (2011) Practical Solutions to Machinery and Maintenance Vibration Problems. Update International Inc.

4. Kechik D. A., Davydov I. G. (2022) Distinguishing Equipment Malfunctions Using Inter-Component Phase Signal Processing. Information Radio Systems and Radio Technologies 2022, Materials of the Scientific and Technical Conference, 29-30 Nov. 2022. Minsk, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics, 232-237.

5. Vorobiov V. I., Kechik D. A., Barysenka S. Y. (2021) Inter-Component Phase Processing of Quasipolyharmonic Signals. Applied Acoustics. (177).

6. Sekhar A. S., Prabhu B. S. (1995) Effects of Coupling Misalignment on Vibrations of Rotating Machinery. Journal of Sound and Vibration. 185 (4), 655-671.

7. Desouki M., Sassi S., Renno J., Gowid S. A. (2020) Dynamic Response of a Rotating Assembly under the Coupled Effects of Misalignment and Imbalance. Shock and Vibration. 26.

8. Prabhakar S., Sekhar A. S., Mohanty A. R. (2002) Crack Versus Coupling Misalignment in a Transient Rotor System. Journal of Sound and Vibration. 256 (4), 773-786.

9. Sudhakar G. N. D. S., Sekhar A. S. (2009) Coupling Misalignment in Rotating Machines: Modelling, Effects and Monitoring. Noise & Vibration Worldwide. 40 (1), 17-39.

10. Tuckmantel F. W. D. S., Cavalca K. L. (2019) Vibration Signatures of a Rotor-Coupling-Bearing System under Angular Misalignment. Mechanism and Machine Theory. 133, 559-583.

11. Haifei W., Gong J. (2019) Dynamic Analysis of Coupling Misalignment and Unbalance Coupled Faults. Journal of Low Frequency Noise. Vibration and Active Control. (38), 14.

12. Gibbons C. B. (1976) Coupling Misalignment Forces. В: Proceedings of the Fifth Turbomachinery Symposium. Gas Turbine Laboratories. Texas, Texas A&M University, College Station. 111-116.

13. Kechik D., Davydov I., Loshchinin I., Zhukovskiy K. (2021) Algorithm of Classification of Shaft Orbits. PSU Proceedings, Series C. (4), 35-44.

14. Baker M. (2016) Statisticians Issue Warning Over Misuse of P Values. Nature. 531 (7593).