本文關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承復(fù)合故障機(jī)理及振動(dòng)模型研究

  更多相關(guān)文章： 滾動(dòng)軸承 故障機(jī)理 復(fù)合故障 撞擊力

【摘要】：滾動(dòng)軸承是廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件,其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于整臺(tái)機(jī)器的精度、可靠性、壽命有著重要的影響。在以往的軸承故障診斷研究中,眾多學(xué)者比較關(guān)注故障診斷方法的研究,而對(duì)故障機(jī)理方面研究較少。而故障的產(chǎn)生機(jī)理和表現(xiàn)形式研究是機(jī)械故障診斷的基礎(chǔ)。隨著軸承故障診斷方法的發(fā)展,故障機(jī)理研究也越來越受到研究者們的重視,逐漸成為了軸承故障診斷的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。本文將已有的內(nèi)外圈單點(diǎn)故障理論分析模型推廣至復(fù)合故障情形,對(duì)于外圈兩點(diǎn)故障、內(nèi)圈兩點(diǎn)故障和內(nèi)外圈各一點(diǎn)故障進(jìn)行了理論分析。通過理論分析獲得軸承單點(diǎn)和復(fù)合故障信號(hào)的基本特點(diǎn)。通過分析可知,當(dāng)同一元件上存在多點(diǎn)故障時(shí),復(fù)合故障信號(hào)依然具有故障特征頻率處占優(yōu)特點(diǎn),其幅值由故障點(diǎn)產(chǎn)生沖擊信號(hào)在合成時(shí)的相位角決定。由于相位角隨故障點(diǎn)的相對(duì)位置不同而不同,復(fù)合故障信號(hào)的形態(tài)不再像單點(diǎn)故障那樣有著明確的規(guī)律。當(dāng)內(nèi)外圈各存在一點(diǎn)故障時(shí),復(fù)合故障信號(hào)為內(nèi)圈和外圈單點(diǎn)故障的頻率特征和幅值特征的疊加。以Hertz接觸理論為基礎(chǔ),本文建立了一種考慮撞擊力的軸承故障振動(dòng)模型。在此模型中,將軸承與滾道的接觸點(diǎn)等效為線性彈簧,內(nèi)圈與軸、外圈與軸承座之間的連接等效為彈簧-阻尼連接;與以往模型不同的是,軸承座的剛度分為水平剛度和豎直剛度,兩者取值不同。本模型創(chuàng)新性地將故障的模擬分為兩部分,一部分通過局部故障誘發(fā)的接觸變形激勵(lì)模擬故障。即滾珠經(jīng)過故障區(qū)域時(shí),接觸變形產(chǎn)生突變,從而導(dǎo)致此處接觸力變化。另一部分用滾珠與故障點(diǎn)之間的撞擊力來實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的模擬。通過詳細(xì)分析滾珠經(jīng)過故障區(qū)域的運(yùn)動(dòng)過程,給出了滾珠與故障區(qū)域之間的撞擊力計(jì)算公式,并將撞擊力加入到振動(dòng)模型中。本文所提出的考慮撞擊力的單點(diǎn)、復(fù)合故障軸承振動(dòng)模型求解得到的仿真信號(hào)特點(diǎn)與理論分析模型中得到的結(jié)論一致。實(shí)驗(yàn)研究中,將求解得到的仿真信號(hào)與實(shí)測(cè)信號(hào)相對(duì)比,結(jié)果表明本文提出的考慮撞擊力的模型能夠成功突出故障特征頻率及其倍頻部分,實(shí)現(xiàn)了對(duì)單點(diǎn)故障信號(hào)幅值的模擬,能夠成功模擬兩點(diǎn)故障中沖擊信號(hào)耦合機(jī)理,并且具有良好的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 故障機(jī)理 復(fù)合故障 撞擊力
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 物理量名稱及符號(hào)表6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的研究意義及目的10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析11-15
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承故障機(jī)理研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 滾動(dòng)軸承故障機(jī)理研究現(xiàn)狀分析13-15
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 滾動(dòng)軸承故障信號(hào)特性分析17-28
• 2.1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)與常見故障17
• 2.2 滾動(dòng)軸承單個(gè)故障點(diǎn)故障理論模型17-21
• 2.2.1 滾動(dòng)軸承的故障特征頻率17-18
• 2.2.2 外圈單點(diǎn)故障的理論分析模型18-19
• 2.2.3 內(nèi)圈單點(diǎn)故障的理論分析模型19-21
• 2.3 滾動(dòng)軸承復(fù)合故障理論分析模型21-27
• 2.3.1 外圈兩點(diǎn)故障理論分析模型22-23
• 2.3.2 內(nèi)圈兩點(diǎn)故障理論分析模型23-25
• 2.3.3 內(nèi)外圈復(fù)合故障理論分析模型25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 滾動(dòng)軸承接觸建模與故障模擬28-40
• 3.1 滾動(dòng)軸承建模簡(jiǎn)化條件28-29
• 3.2 球軸承接觸剛度計(jì)算29-31
• 3.3 軸與軸承座剛度計(jì)算31-33
• 3.4 接觸變形計(jì)算33-34
• 3.5 故障參數(shù)的引入34-39
• 3.5.1 接觸變形突變引入故障參數(shù)35-38
• 3.5.2 引入速度的撞擊力計(jì)算38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 故障軸承振動(dòng)模型的建立及驗(yàn)證40-62
• 4.1 滾動(dòng)軸承故障機(jī)理分析40-42
• 4.2 軸承振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)42-43
• 4.3 軸承單點(diǎn)故障振動(dòng)模型的建立與驗(yàn)證43-54
• 4.3.1 無故障軸承VC振動(dòng)43-45
• 4.3.2 外圈單點(diǎn)故障分析45-50
• 4.3.3 內(nèi)圈單點(diǎn)故障分析50-54
• 4.4 軸承復(fù)合故障振動(dòng)模型的建立及驗(yàn)證54-61
• 4.4.1 內(nèi)圈兩點(diǎn)復(fù)合故障分析54-58
• 4.4.2 內(nèi)外圈各一點(diǎn)復(fù)合故障分析58-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1079537