基于靜動力學的滾動軸承故障模型分析及物理模擬.pdf

1、隨著科學技術與工業(yè)的發(fā)展，機械設備與結構日益高速化、輕型化，機械結構的工作環(huán)境也更加復雜，使得機械結構的振動問題日益突出，甚至因振動引起嚴重的事故。作為旋轉機械系統(tǒng)的主要組成之一，滾動軸承更是易損零件。由于設計不當和安裝工藝不好或軸承的使用條件不佳，或突發(fā)載荷的影響，使?jié)L動軸承運轉一段時間后會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，并且在繼續(xù)運行中進一步擴大，使軸承運行狀態(tài)發(fā)生變化，以致系統(tǒng)劇烈振動。據(jù)統(tǒng)計，在使用滾動軸承的旋轉機械中，大約30％的機械故障

2、是由于滾動軸承的損壞造成的。因此，對滾動軸承進行靜動力學分析，從內(nèi)部找出其故障機理，對其進行故障診斷一直是軸承研究的熱點。進行滾動軸承的靜動力學及結構分析的最常用方法是有限元法；進行滾動軸承的狀態(tài)檢測監(jiān)測與故障診斷的最常用方法是振動信號分析法。 本文在傳統(tǒng)的靜力學模型的基礎上以Gupta的軸承動力學為理論依據(jù)建立了圓柱滾子滾動軸承的動力學模型，分析了軸承各零件的受力，研究了零件之間的相對運動；以軸對稱問題的有限元分析為基礎、AN

3、SYS為計算機為工具，建立圓柱滾子滾動軸承有限元分析模型，對其進行了靜力分析和模態(tài)分析，找出其故障機理；總結分析了滾動軸承典型故障的振動特征，建立了以希爾波特包絡法為基礎的故障模型；設計了滾動軸承故障診斷實驗系統(tǒng)，并在該實驗系統(tǒng)中對2612型短圓柱滾子軸承的幾種典型故障進行了檢測和診斷，利用包絡解調(diào)譜法以MATLAB為工具進行信號的分析，得到了滿意的結果。 本論文按照預定的要求完成了設計分析任務，建立了滾動軸承靜動力學模型和有限