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国际制造业先进技术译丛·旋转机械诊断技术

作者: [美] Donald E Bently 著

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2014-05

版次: 1

ISBN: 9787111454755

定价: 98.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 418页

字数: 663千字

丛书: 国际制造业先进技术译丛

分类: 工程技术

30人买过

　　本书有助于深刻理解机器常见运行的基本原理，其中包括电力工业中的大型蒸汽和燃气轮机发电机组、石化工业中的蒸汽和燃气轮机驱动的压缩机、电动机驱动的通风机、冷却塔风机、鼓风机和大小不同的泵。
　　本书第一部分（1～3章）介绍了振动、相位和振动矢量的基本概念；第二部分（4～9章）讨论了许多不同种类的数据图（可以由机器数据生成）及如何构建和解释这些数据图；第三部分(10～16章)研究了转子动态行为，即从第10章开始，介绍了基本转子动力模型的演变过程，动力学刚度在第11章转子行为的内容中讨论,这部分其他章节（12～16章）的内容包括振动模态、刚度呈各向异性的转子系统的行为、应用根轨迹法进行转子稳定性分析及扭转和轴向振动;第四部分（17～22章）介绍了最常见的转子系统故障和用于检测的信号特性;第五部分（23～29章）给出了许多案例。本书的9个附录是一些常用的数据资料的汇总。
　　本书可供机械设备管理、维修人员，设备诊断技术及研发人员，以及相关专业院校师生参考。
唐纳德·本特利是本特利内华达公司的前任董事局主席兼首席执行官，该公司在2002年被通用电气动力系统收购，他现在是本特利动静压轴承公司的董事长兼首席执行官。本特利先生首次成功地将电涡流位移传感器用于测量旋转机械中的振动和其他重要参数，他因此成为这一商业用途的开山鼻祖。他在该领域的前瞻性工作孕育出一个以使用振动测试仪进行机械保护和诊断为核心的行业。而他对转子动力学的积极研究使他在该领域做出了突出的理论和实际贡献。他是这些学科全球公认的权威人士，已独自撰写或与他人共同撰写论文140多篇。他在工作上获得了很多奖项。本特利先生在1949年以优异的成绩取得了电气工程学士学位，随后又在1950年取得了爱荷华大学的硕士学位。1987年，他被雷诺的内华达大学授予荣誉工程学博士学位，并在1998年获得西内华达社区学院授予的荣誉文学准学士学位。

查理·哈奇在1989年加入本特利内华达公司。他在加入本特利转子动力学研究公司之前，曾在定制产品工程部门工作了几年，在那里从事动力学刚度、根轨迹和虚拟探头旋转的研究。他还担任过机械诊断和高级机械动力学研讨会技术培训部的讲师。他拥有加利福尼亚大学伯克利分校机械工程学学士和硕士学位。

鲍勃·格瑞森在1978年加入本特利内华达公司。他在加入本特利转子动力学研究公司(BRDRC)担任技术编辑之前，曾在客户培训部做过几年部门经理。鲍勃还在《ORBIT》杂志做过三年的技术编辑。鲍勃从加州大学尔湾分校获得了物理学士学位，他也是物理学联合会、美国电气和电子工程师协会（IEEE)的会员。译者序
前言
引言
致谢
第1章振动
基本振动信号
频率
振幅
位移、速度和加速度
机器的振动
旋转和进动
自由振动
受迫振动
共振
自激振动
总结
第2章相位
相位简介
相位的重要性
键相事件
相位测量
绝对相位
相对相位
差分相位
总结
第3章振动矢量
未经滤波处理的振动
滤波和振动矢量
振动矢量的使用
慢滚动矢量
总结
第4章时域图
时域图的结构
键相标记
时域图的补偿
时域图中包含的信息
总结
目录
第5章轴心轨迹
轴心轨迹的结构
键相标记
轴心轨迹的补偿
轴心轨迹中包含的信息
轴心轨迹/时域图
总结
第6章平均轴心位置图
平均轴心位置图的结构
平均轴心位置图中包含的信息
完整图：轴心轨迹与平均轴心位置
总结
第7章极坐标图、伯德图和APHT图
极坐标图和伯德图的结构
慢滚动补偿
极坐标图和伯德图中包含的信息
APHT图
可接受的区域图
总结
参考文献
第8章半频谱图和全频谱图
半频谱图
技术问题
全频谱
频谱级联图
频谱瀑布图
总结
第9章趋势图和XY图
趋势图
XY图
总结
参考文献
第10章转子系统模型
建模简介
假设
坐标系和位置矢量
流体循环的模型
油膜轴承的力和刚度
弹簧刚度的其他来源
阻尼力
扰动力
自由体图
运动方程
运动方程的解
异步动力学刚度
方位角：对静态径向载荷的转子响应
同步转子响应
同步动力学刚度
预测转子振动
非线性
简单模型的优点和局限
扩展的简单模型
总结
参考文献
第11章动力学刚度和转子行为
动力学刚度
转子参数和动力学刚度
同步转子行为
低于共振点的同步行为
不平衡共振点处的同步行为
高于共振点的同步行为
动力学刚度的变化如何影响振动
总结
第12章振动模态
振型
受迫振动振型与多模态响应
模态参数
振型的测量
模态识别探头
总结
第13章各向异性刚度
各向异性刚度简介
分离共振
转子行为和各向异性刚度
引起反向轨迹的因素
探头安装的方向和测量到的响应
虚拟探头旋转
正向与反向矢量
总结
参考文献
第14章转子稳定性分析：根轨迹
稳定性
稳定性和动力学刚度
稳定性分析
特征值问题的状态空间模型化
根轨迹图
根轨迹和放大系数
参数变化和根轨迹
各向异性和多模态系统的根轨迹
根轨迹和对数衰减率
根轨迹和坎贝尔图
机器稳定性问题的根轨迹分析
总结
参考文献
第15章扭转振动和轴向振动
转子的扭转视图
静态和动态扭转响应
扭转/径向交叉耦合
扭转振动的测量
轴向振动
总结
参考文献
第16章转子系统的基本平衡
不平衡和转子响应
振动传感器和平衡
平衡方法
使用极坐标图定位重点
使用速度和加速度数据的极坐标图
选择校准配重
将平衡环位置与极坐标图位置相关联
使用校准配重进行单平面平衡
配重分配
影响矢量
影响矢量和动力学刚度
多模态和多平面平衡
通过影响矢量进行多平面平衡
平衡出问题的原因
总结
参考文献
第17章故障
故障简介
故障的检测
第18章不平衡
不平衡造成的转子系统振动
应力和损伤
看似不平衡的其他问题
振摆
转子弯曲
传感器系统中的电噪声
耦合问题
轴裂纹
松动件或碎屑
摩擦
弹簧刚度的变化
与电动机有关的问题
松动的旋转件
总结
第19章转子弯曲
转子弯曲简介
转子弯曲的原因
转子弯曲的转子动态效应
运行期间的热弯曲
诊断转子弯曲
消除转子弯曲
总结
参考文献
第20章大径向载荷与不对中
静态径向载荷
不对中
温度变化与对中
不对中的原因
大径向载荷与不对中的表征
轴承温度
振动变化
应力和磨损
异常的平均轴心位置
轨迹形状
摩擦
流体诱发的失稳
总结
第21章摩擦和松动
摩擦和松动简介
局部径向摩擦
全周摩擦
摩擦力和弹簧刚度变化
摩擦和稳态1X振动
共振期间的摩擦和1X振动
次同步振动
摩擦的故障特征
与摩擦故障特征相似的其他故障
总结
第22章流体诱发的失稳
流体诱发失稳的原因
失稳模态：涡动和振荡
流体诱发失稳的故障特征
能够产生相似故障特征的其他故障
确定失稳源
消除流体诱发的失稳
总结
第23章静压轴承和机械诊断
轴承的类型
动压油膜轴承
静压油膜轴承
油膜轴承中的刚度和模态阻尼
动压轴承中的可变刚度
静压轴承中的刚度
可变轴承刚度的转子动力学意义
可变轴承刚度的诊断意义
总结
参考文献
第24章轴裂纹
裂纹的产生、增长和断裂
裂纹导致的轴刚度降低
轴不对称和2X振动
裂纹检测的第一条规则（1X）
裂纹检测的第二条规则（2X）
能够产生1X振动变化的其他故障
能够产生2X振动变化的其他故障
设计和运行建议
监测建议
总结
第25章合成气体压缩机组的大幅振动
稳态分析
瞬时数据分析
机器的检查和改动
总结
第26章通风机的持续大幅振动
第一次平衡尝试
真正的问题
第27章发电机振动难题
异常振动行为
数据分析
结论
目录ⅩⅦ
第28章电动机的大幅振动
数据分析
诊断
第29章管道压缩机的问题
机组
销钉式密封圈的测试
非销钉式密封圈的测试
阻尼轴承的测试
补充分析
结论和建议
参考文献
附录A相位测量协定
仪器协定
数学协定
两个协定的相互转换
伯德图和APHT图上的相位
附录B滤波轨迹和时基合成
时基合成
轨迹合成
附录C切向刚度项的来源
建立油压楔的模型
变换为静止坐标
参考文献
附录D同步放大系数（SAF）计算
峰值比率法
相位斜率法
极坐标图法
附录E矢量变换
虚拟探头旋转
正变换、逆变换及全频谱
参考文献
附录F转子模型的特征值
失稳阈值
参考文献
附录G测量单位
常用单位转换
单位前缀
单位缩写
美国常用单位制中表示的力、重量和质量
附录H符号及其含义
ⅩⅧ旋转机械诊断技术
大写罗马字母
小写罗马字母
大写希腊字母
小写希腊字母
附录I词汇表
参考文献
作者简介
内容简介:
　　本书有助于深刻理解机器常见运行的基本原理，其中包括电力工业中的大型蒸汽和燃气轮机发电机组、石化工业中的蒸汽和燃气轮机驱动的压缩机、电动机驱动的通风机、冷却塔风机、鼓风机和大小不同的泵。
　　本书第一部分（1～3章）介绍了振动、相位和振动矢量的基本概念；第二部分（4～9章）讨论了许多不同种类的数据图（可以由机器数据生成）及如何构建和解释这些数据图；第三部分(10～16章)研究了转子动态行为，即从第10章开始，介绍了基本转子动力模型的演变过程，动力学刚度在第11章转子行为的内容中讨论,这部分其他章节（12～16章）的内容包括振动模态、刚度呈各向异性的转子系统的行为、应用根轨迹法进行转子稳定性分析及扭转和轴向振动;第四部分（17～22章）介绍了最常见的转子系统故障和用于检测的信号特性;第五部分（23～29章）给出了许多案例。本书的9个附录是一些常用的数据资料的汇总。
　　本书可供机械设备管理、维修人员，设备诊断技术及研发人员，以及相关专业院校师生参考。
作者简介:
唐纳德·本特利是本特利内华达公司的前任董事局主席兼首席执行官，该公司在2002年被通用电气动力系统收购，他现在是本特利动静压轴承公司的董事长兼首席执行官。本特利先生首次成功地将电涡流位移传感器用于测量旋转机械中的振动和其他重要参数，他因此成为这一商业用途的开山鼻祖。他在该领域的前瞻性工作孕育出一个以使用振动测试仪进行机械保护和诊断为核心的行业。而他对转子动力学的积极研究使他在该领域做出了突出的理论和实际贡献。他是这些学科全球公认的权威人士，已独自撰写或与他人共同撰写论文140多篇。他在工作上获得了很多奖项。本特利先生在1949年以优异的成绩取得了电气工程学士学位，随后又在1950年取得了爱荷华大学的硕士学位。1987年，他被雷诺的内华达大学授予荣誉工程学博士学位，并在1998年获得西内华达社区学院授予的荣誉文学准学士学位。

查理·哈奇在1989年加入本特利内华达公司。他在加入本特利转子动力学研究公司之前，曾在定制产品工程部门工作了几年，在那里从事动力学刚度、根轨迹和虚拟探头旋转的研究。他还担任过机械诊断和高级机械动力学研讨会技术培训部的讲师。他拥有加利福尼亚大学伯克利分校机械工程学学士和硕士学位。

鲍勃·格瑞森在1978年加入本特利内华达公司。他在加入本特利转子动力学研究公司(BRDRC)担任技术编辑之前，曾在客户培训部做过几年部门经理。鲍勃还在《ORBIT》杂志做过三年的技术编辑。鲍勃从加州大学尔湾分校获得了物理学士学位，他也是物理学联合会、美国电气和电子工程师协会（IEEE)的会员。
目录:
译者序
前言
引言
致谢
第1章振动
基本振动信号
频率
振幅
位移、速度和加速度
机器的振动
旋转和进动
自由振动
受迫振动
共振
自激振动
总结
第2章相位
相位简介
相位的重要性
键相事件
相位测量
绝对相位
相对相位
差分相位
总结
第3章振动矢量
未经滤波处理的振动
滤波和振动矢量
振动矢量的使用
慢滚动矢量
总结
第4章时域图
时域图的结构
键相标记
时域图的补偿
时域图中包含的信息
总结
目录
第5章轴心轨迹
轴心轨迹的结构
键相标记
轴心轨迹的补偿
轴心轨迹中包含的信息
轴心轨迹/时域图
总结
第6章平均轴心位置图
平均轴心位置图的结构
平均轴心位置图中包含的信息
完整图：轴心轨迹与平均轴心位置
总结
第7章极坐标图、伯德图和APHT图
极坐标图和伯德图的结构
慢滚动补偿
极坐标图和伯德图中包含的信息
APHT图
可接受的区域图
总结
参考文献
第8章半频谱图和全频谱图
半频谱图
技术问题
全频谱
频谱级联图
频谱瀑布图
总结
第9章趋势图和XY图
趋势图
XY图
总结
参考文献
第10章转子系统模型
建模简介
假设
坐标系和位置矢量
流体循环的模型
油膜轴承的力和刚度
弹簧刚度的其他来源
阻尼力
扰动力
自由体图
运动方程
运动方程的解
异步动力学刚度
方位角：对静态径向载荷的转子响应
同步转子响应
同步动力学刚度
预测转子振动
非线性
简单模型的优点和局限
扩展的简单模型
总结
参考文献
第11章动力学刚度和转子行为
动力学刚度
转子参数和动力学刚度
同步转子行为
低于共振点的同步行为
不平衡共振点处的同步行为
高于共振点的同步行为
动力学刚度的变化如何影响振动
总结
第12章振动模态
振型
受迫振动振型与多模态响应
模态参数
振型的测量
模态识别探头
总结
第13章各向异性刚度
各向异性刚度简介
分离共振
转子行为和各向异性刚度
引起反向轨迹的因素
探头安装的方向和测量到的响应
虚拟探头旋转
正向与反向矢量
总结
参考文献
第14章转子稳定性分析：根轨迹
稳定性
稳定性和动力学刚度
稳定性分析
特征值问题的状态空间模型化
根轨迹图
根轨迹和放大系数
参数变化和根轨迹
各向异性和多模态系统的根轨迹
根轨迹和对数衰减率
根轨迹和坎贝尔图
机器稳定性问题的根轨迹分析
总结
参考文献
第15章扭转振动和轴向振动
转子的扭转视图
静态和动态扭转响应
扭转/径向交叉耦合
扭转振动的测量
轴向振动
总结
参考文献
第16章转子系统的基本平衡
不平衡和转子响应
振动传感器和平衡
平衡方法
使用极坐标图定位重点
使用速度和加速度数据的极坐标图
选择校准配重
将平衡环位置与极坐标图位置相关联
使用校准配重进行单平面平衡
配重分配
影响矢量
影响矢量和动力学刚度
多模态和多平面平衡
通过影响矢量进行多平面平衡
平衡出问题的原因
总结
参考文献
第17章故障
故障简介
故障的检测
第18章不平衡
不平衡造成的转子系统振动
应力和损伤
看似不平衡的其他问题
振摆
转子弯曲
传感器系统中的电噪声
耦合问题
轴裂纹
松动件或碎屑
摩擦
弹簧刚度的变化
与电动机有关的问题
松动的旋转件
总结
第19章转子弯曲
转子弯曲简介
转子弯曲的原因
转子弯曲的转子动态效应
运行期间的热弯曲
诊断转子弯曲
消除转子弯曲
总结
参考文献
第20章大径向载荷与不对中
静态径向载荷
不对中
温度变化与对中
不对中的原因
大径向载荷与不对中的表征
轴承温度
振动变化
应力和磨损
异常的平均轴心位置
轨迹形状
摩擦
流体诱发的失稳
总结
第21章摩擦和松动
摩擦和松动简介
局部径向摩擦
全周摩擦
摩擦力和弹簧刚度变化
摩擦和稳态1X振动
共振期间的摩擦和1X振动
次同步振动
摩擦的故障特征
与摩擦故障特征相似的其他故障
总结
第22章流体诱发的失稳
流体诱发失稳的原因
失稳模态：涡动和振荡
流体诱发失稳的故障特征
能够产生相似故障特征的其他故障
确定失稳源
消除流体诱发的失稳
总结
第23章静压轴承和机械诊断
轴承的类型
动压油膜轴承
静压油膜轴承
油膜轴承中的刚度和模态阻尼
动压轴承中的可变刚度
静压轴承中的刚度
可变轴承刚度的转子动力学意义
可变轴承刚度的诊断意义
总结
参考文献
第24章轴裂纹
裂纹的产生、增长和断裂
裂纹导致的轴刚度降低
轴不对称和2X振动
裂纹检测的第一条规则（1X）
裂纹检测的第二条规则（2X）
能够产生1X振动变化的其他故障
能够产生2X振动变化的其他故障
设计和运行建议
监测建议
总结
第25章合成气体压缩机组的大幅振动
稳态分析
瞬时数据分析
机器的检查和改动
总结
第26章通风机的持续大幅振动
第一次平衡尝试
真正的问题
第27章发电机振动难题
异常振动行为
数据分析
结论
目录ⅩⅦ
第28章电动机的大幅振动
数据分析
诊断
第29章管道压缩机的问题
机组
销钉式密封圈的测试
非销钉式密封圈的测试
阻尼轴承的测试
补充分析
结论和建议
参考文献
附录A相位测量协定
仪器协定
数学协定
两个协定的相互转换
伯德图和APHT图上的相位
附录B滤波轨迹和时基合成
时基合成
轨迹合成
附录C切向刚度项的来源
建立油压楔的模型
变换为静止坐标
参考文献
附录D同步放大系数（SAF）计算
峰值比率法
相位斜率法
极坐标图法
附录E矢量变换
虚拟探头旋转
正变换、逆变换及全频谱
参考文献
附录F转子模型的特征值
失稳阈值
参考文献
附录G测量单位
常用单位转换
单位前缀
单位缩写
美国常用单位制中表示的力、重量和质量
附录H符号及其含义
ⅩⅧ旋转机械诊断技术
大写罗马字母
小写罗马字母
大写希腊字母
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附录I词汇表
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