故障滾動(dòng)軸承在變速、變載工況下的振動(dòng)特性及仿真研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械是最常見(jiàn)的機(jī)械設(shè)備，滾動(dòng)軸承又是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最常見(jiàn)的通用零部件之一，它的運(yùn)行狀態(tài)是否正常往往直接影響到整臺(tái)機(jī)器的性能(包括精度、可靠性、壽命等)。長(zhǎng)期以來(lái)，前人在軸承的故障診斷領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究并取得了很多的成果。 然而前人的研究中往往假設(shè)軸承工作在平穩(wěn)工況下(即恒速恒載)，但在軸承實(shí)際的工作環(huán)境中，變速、變載荷是非常常見(jiàn)的現(xiàn)象。和平穩(wěn)工況下相比，軸承在非平穩(wěn)工況下所受的應(yīng)力更加復(fù)雜，也具有更強(qiáng)的破壞性，所以更容易產(chǎn)

2、生故障。因此，研究故障滾動(dòng)軸承在變速、變載工況下的動(dòng)態(tài)特性，能夠?qū)S承故障診斷和狀態(tài)檢測(cè)及故障診斷提供理論基礎(chǔ)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先對(duì)滾動(dòng)軸承故障診斷領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，總結(jié)了前人在軸承故障診斷方面的主要研究成果，重點(diǎn)討論和分析了關(guān)于軸承工作狀態(tài)對(duì)其動(dòng)態(tài)特性影響方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。隨后在第二章中對(duì)軸承故障診斷基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述。 第三章中首先提出了軸承整體振動(dòng)簡(jiǎn)化模型及對(duì)應(yīng)的振動(dòng)微分方程

3、，討論了變工況下軸承元件受力及整體剛度因素。之后通過(guò)對(duì)加速過(guò)程和加載過(guò)程對(duì)軸承故障振動(dòng)信號(hào)影響的分析，建立了故障滾動(dòng)軸承在變速、變載工況下的徑向整體振動(dòng)模型，并根據(jù)不同元件上存在局部損傷的情況(外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體損傷)進(jìn)行了分別討論。 第四章中，利用Matlab環(huán)境下的Simulink仿真工具，根據(jù)第三章中建立的變工況下故障軸承徑向振動(dòng)模型微分方程，按照損傷點(diǎn)發(fā)生的不同位置，分別建立了對(duì)應(yīng)的仿真模型，并對(duì)仿真模型中相關(guān)的模塊的意

4、義進(jìn)行了介紹，分析了仿真過(guò)程的原理，為變工況下故障軸承局部損傷徑向振動(dòng)模型的求解提供了簡(jiǎn)單快速的方法。 第五章中，通過(guò)試驗(yàn)將第三章中變工況下故障軸承徑向振動(dòng)模型與第四章中相應(yīng)仿真振動(dòng)模型的輸出結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，并以試驗(yàn)振動(dòng)信號(hào)的分析結(jié)果為依據(jù)對(duì)仿真振動(dòng)模型中的參數(shù)不斷進(jìn)行校正，最終使得所建立的模型比較理想的反映故障滾動(dòng)軸承在變速、變載荷工況下的振動(dòng)動(dòng)態(tài)特性，表明了所建立的變工況下故障軸承徑向振動(dòng)模型的正確性。 本文的研究進(jìn)