高鐵事業(yè)的蓬勃發(fā)展使人們對(duì)牽引電機(jī)風(fēng)機(jī)的可靠性要求日益增高,滾動(dòng)軸承作為支持風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要旋轉(zhuǎn)部件,準(zhǔn)確的評(píng)估其使用壽命對(duì)于整個(gè)動(dòng)車組的行駛安全及降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本具有重要的意義。滾動(dòng)軸承是通過將結(jié)構(gòu)間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)換為滾動(dòng)摩擦的這種形式,提高了對(duì)軸的支撐力。導(dǎo)致滾動(dòng)軸承發(fā)生故障的因素有很多,多數(shù)情況下是由于疲勞剝落、高溫?zé)齻桶惭b不當(dāng)?shù)仍斐傻妮S承卡死以及斷裂。但不論哪一種失效形式,其最終都會(huì)通過軸承振動(dòng)信號(hào)的異常變化表征出來。因此,本文以CRH380BL型動(dòng)車組三級(jí)修更換下來的牽引電機(jī)中風(fēng)機(jī)軸承為研究對(duì)象,基于軸承的振動(dòng)信號(hào)去建立其壽命評(píng)估模型,進(jìn)而預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)軸承的剩余使用壽命。通過分析滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)及振動(dòng)機(jī)理,說明了滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)與其工作狀態(tài)具有相關(guān)性;搭建了滾動(dòng)軸承的加速壽命試驗(yàn)平臺(tái),并采集了滾動(dòng)軸承全壽命區(qū)間的振動(dòng)信號(hào)和壽命數(shù)據(jù);根據(jù)采集到的振動(dòng)信號(hào)的幅值特性變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了振動(dòng)信號(hào)會(huì)在軸承的不同壽命區(qū)間內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的變化;根據(jù)對(duì)軸承的時(shí)域特征進(jìn)行提取和分析,發(fā)現(xiàn)加速度有效值可以較準(zhǔn)確的刻畫軸承的衰退趨勢(shì),能夠作為軸承壽命評(píng)估模型的預(yù)測(cè)標(biāo)簽,故而本文將預(yù)測(cè)軸承壽命問題轉(zhuǎn)化為預(yù)測(cè)其加... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)圖

11(a)內(nèi)圈(b)外圈(c)保持架(a)球滾動(dòng)體圖2.2滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)分解圖由于動(dòng)車組啟動(dòng)瞬間需要牽引電機(jī)為其提供極大的驅(qū)動(dòng)力，所以牽引電機(jī)配套風(fēng)機(jī)需要較高的轉(zhuǎn)速，故風(fēng)機(jī)內(nèi)部使用能夠負(fù)擔(dān)較高轉(zhuǎn)速的深溝球軸承作為支持構(gòu)件[29]。因此，本文研究對(duì)象為支撐牽引電機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的深溝球軸承，型號(hào)為6205-2Z，其中6代表深溝球軸承，2表示軸承的寬度序列代號(hào)，05指的是軸承內(nèi)徑的尺寸系列代號(hào)，2Z表示軸承的正反側(cè)都配有密封蓋。2.2滾動(dòng)軸承的常見失效形式（1）疲勞失效滾動(dòng)軸承在運(yùn)行過程中，滾動(dòng)體始終作用在軸承的內(nèi)外圈軌道表面，接觸形式為點(diǎn)接觸，在動(dòng)載荷的多次交變作用下，導(dǎo)致軸承內(nèi)部構(gòu)件的表面層出現(xiàn)細(xì)微的裂痕，進(jìn)而產(chǎn)生凹陷的剝落坑，最終形成較大區(qū)域的金屬層剝落，如圖2.3（a）、（b）所示

12（2）斷裂失效造成滾動(dòng)軸承出現(xiàn)斷裂失效的因素有很多，如熱處理不當(dāng)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)破損和裂痕，也有可能是工作載荷過大以及轉(zhuǎn)速過高等原因[30]。滾動(dòng)軸承發(fā)生斷裂失效的部位主要集中在保持架和外圈上，如圖2.3（c）、（c）所示。（3）磨損失效滾動(dòng)軸承在工作過程中，內(nèi)部構(gòu)件之間由于互相摩擦?xí)䦟?dǎo)致游隙變大，使得硬質(zhì)顆粒或細(xì)微雜質(zhì)侵入到軸承內(nèi)部，引起元件表面損傷[31]。潤(rùn)滑劑不足會(huì)使得滾動(dòng)體與其所接觸表面發(fā)生干摩擦，導(dǎo)致內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)磨損。（4）腐蝕失效腐蝕失效主要是由于軸承處在相對(duì)潮濕的工況下，空氣中的水分子浸入軸承內(nèi)部導(dǎo)致的化學(xué)腐蝕，或由于電流通過導(dǎo)致的電化學(xué)腐蝕[32]。（5）潤(rùn)滑劑失效影響潤(rùn)滑劑失效的因素有很多，如軸承內(nèi)部滾動(dòng)體與內(nèi)圈和外圈摩擦生熱、防塵蓋與內(nèi)圈和外圈摩擦產(chǎn)熱、潤(rùn)滑劑與軸承滾動(dòng)體摩擦生熱等，導(dǎo)致潤(rùn)滑效果失效[33]。(a)外圈剝落(b)內(nèi)圈剝落(c)保持架斷裂(d)外圈及保持架斷裂圖2.3軸承失效形式圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于全卷積層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軸承剩余壽命預(yù)測(cè)[J]. 張繼冬,鄒益勝,鄧佳林,張笑璐.  中國(guó)機(jī)械工程. 2019(18)
[2]高速列車用牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)昆香線運(yùn)行適應(yīng)性分析[J]. 李瑜,易鐵航.  鐵道機(jī)車與動(dòng)車. 2019(08)
[3]時(shí)延反饋EVG系統(tǒng)隨機(jī)共振特性研究及軸承故障診斷[J]. 賀利芳,楊玉蕾,張?zhí)祢U.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2019(08)
[4]考慮沖擊力的球軸承外圈剝落缺陷雙沖擊現(xiàn)象動(dòng)力學(xué)建模[J]. 羅茂林,郭瑜,伍星.  振動(dòng)與沖擊. 2019(14)
[5]基于響應(yīng)面方法的軸承多應(yīng)力加速模型建模與驗(yàn)證技術(shù)[J]. 黃小凱,劉守文,黃首清,姚澤民.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(07)
[6]多退化變量灰色預(yù)測(cè)模型的滾動(dòng)軸承剩余壽命預(yù)測(cè)[J]. 張雨琦,鄒金慧,馬軍.  探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2019(03)
[7]滾動(dòng)軸承磨損狀態(tài)的Adams仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張金萍,李奕江,李允公,王波.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(06)
[8]基于時(shí)域分析法的牽引電機(jī)風(fēng)機(jī)軸承性能評(píng)估[J]. 崔凱,張海峰,曲松,劉長(zhǎng)英.  佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[9]基于VMD共振稀疏分解的滾動(dòng)軸承故障診斷[J]. 楊偉,王紅軍.  電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2018(09)
[10]混沌粒子群優(yōu)化RVM的滾動(dòng)軸承早期故障診斷[J]. 陳法法,劉帥,肖文榮,陳保家,楊勇.  電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2018(08)

碩士論文
[1]基于多特征量的滾動(dòng)軸承退化狀態(tài)評(píng)估和剩余壽命預(yù)測(cè)方法研究[D]. 燕晨耀.電子科技大學(xué) 2016
[2]基于有限元和多體動(dòng)力學(xué)的滾動(dòng)軸承動(dòng)態(tài)特性分析與疲勞研究[D]. 馮錦陽.北京化工大學(xué) 2015
[3]滾動(dòng)軸承退化狀態(tài)識(shí)別技術(shù)研究[D]. 王明華.沈陽理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3088484