滾動軸承復合故障機理及振動模型研究.pdf

1、滾動軸承是廣泛應用于旋轉(zhuǎn)機械中的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件，其運行狀態(tài)對于整臺機器的精度、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，眾多學者比較關(guān)注故障診斷方法的研究，而對故障機理方面研究較少。而故障的產(chǎn)生機理和表現(xiàn)形式研究是機械故障診斷的基礎(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和難點問題。
　　本文將已有的內(nèi)外圈單點故障理論分析模型推廣至復合故障情形，對于外圈兩點故障

2、、內(nèi)圈兩點故障和內(nèi)外圈各一點故障進行了理論分析。通過理論分析獲得軸承單點和復合故障信號的基本特點。通過分析可知，當同一元件上存在多點故障時，復合故障信號依然具有故障特征頻率處占優(yōu)特點，其幅值由故障點產(chǎn)生沖擊信號在合成時的相位角決定。由于相位角隨故障點的相對位置不同而不同，復合故障信號的形態(tài)不再像單點故障那樣有著明確的規(guī)律。當內(nèi)外圈各存在一點故障時，復合故障信號為內(nèi)圈和外圈單點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

3、文建立了一種考慮撞擊力的軸承故障振動模型。在此模型中，將軸承與滾道的接觸點等效為線性彈簧，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)的接觸變形激勵模擬故障。即滾珠經(jīng)過故障區(qū)域時，接觸變形產(chǎn)生突變，從而導致此處接觸力變化。另一部分用滾珠與故障點之間的撞擊力來實現(xiàn)對故障的模擬。通過詳細分析滾珠經(jīng)過故障