轉(zhuǎn)子-滑動軸承系統(tǒng)不對中-碰摩耦合故障分析
本文選題:軸承不對中 + 碰摩; 參考:《機械工程學報》2016年13期
【摘要】:針對滑動軸承支撐下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生不對中故障進而引起不對中-碰摩耦合故障的診斷問題,基于非線性有限元法,應用短軸承油膜力、等效不對中力矩及Hertz接觸理論建立雙盤不對中-碰摩耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學模型,并通過增廣的拉格朗日方法來處理接觸約束條件,以保證轉(zhuǎn)盤和機匣相互接觸時滿足邊界滲透深度在規(guī)定的容差范圍內(nèi)。同時,結(jié)合試驗研究分析了在不同轉(zhuǎn)速條件時,滑動軸承支撐下的耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的相關動力學特性。研究表明碰摩故障在耦合故障中處于主導地位,不對中故障主要會激發(fā)高倍頻譜處于從屬地位;并且隨著轉(zhuǎn)速的提高,系統(tǒng)頻率成分以高倍頻為主,逐步由擬周期運動進入混沌運動狀態(tài),同時由于不對中力矩與碰摩力的作用,油膜失穩(wěn)現(xiàn)象局部被抑制,一、二階油膜振蕩現(xiàn)象均滯后顯現(xiàn)。研究結(jié)果可為滑動軸承支撐下耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷提供依據(jù)。
[Abstract]:In order to diagnose the misalignment fault of rotor system supported by sliding bearing and cause the misalignment and impact coupling fault, based on the nonlinear finite element method, the oil film force of short bearing is applied. The equivalent misalignment torque and Hertz contact theory are used to establish the dynamic model of the rotor system with double disk misalignment and rub-impact coupling fault, and the contact constraints are dealt with by the extended Lagrangian method. In order to ensure that the contact between the rotary disc and the casing meets the boundary penetration depth within the prescribed tolerance range. At the same time, the dynamic characteristics of coupled fault rotor system supported by sliding bearings under different rotational speed conditions are analyzed. The research shows that the rub-impact fault is dominant in the coupling fault, and the misalignment fault will stimulate the high-power frequency spectrum to be in the subordinate position, and with the increase of the rotational speed, the frequency component of the system is mainly high-frequency. At the same time, the phenomenon of oil film instability is partially suppressed due to the action of misalignment torque and rub-impact force, and the first and second order oil film oscillations appear behind each other. The results can provide basis for fault diagnosis of coupled rotor system supported by sliding bearings.
【作者單位】: 東北大學機械工程與自動化學院;
【基金】:國家自然科學基金(51105065) 教育部中央高校基本科研業(yè)務費(N140304005) 中國博士后科學基金(2014M551105,2015T80269)資助項目
【分類號】:TH133.3
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,本文編號:1852509
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