轴承外圈故障位置识别方法研究

目的 研究一种新的轴承外圈故障位置识别方法,提出水平-水平-垂直同步均方根(HHVSRMS)故障位置识别的新方法,为轴承外圈故障位置识别提供指导。方法 建立轴承动力学模型来模拟轴承运行情况,考虑振动信号在传播过程中的衰减,仿真分析三个测点振动信号的同步均方根(SRMS)与故障位置之间的映射关系,根据映射关系进行故障位置识别,最后通过实验验证仿真结果。结果 当故障位置角在230°~310°时,HHVSRMS与故障位置之间存在单调映射关系,可识别轴承外圈的故障位置;仿真曲线与实验曲线的变化趋势相似,误差较小,仿真结果与实验相符合。结论 仿真试验验证了笔者所提方法的可行性,该方法加大了故障识别范围。

中介轴承外圈故障动力学建模及仿真分析

为了研究航空发动机中介轴承故障特征,基于Hertz非线性接触理论,建立了一种考虑时变位移激励的4自由度中介轴承外圈故障动力学模型。采用双转子试验台对中介轴承外圈故障进行实验模拟,实验结果和动力学模型数值求解结果一致,验证了所建立模型的准确性。采用动力学模型仿真分析了中介轴承外圈存在缺陷情况的振动响应。研究了中介轴承振动方根幅值、波形因子、脉冲因子、峰值因子和峭度因子随缺陷大小、径向载荷的变化规律。结果表明:随着缺陷尺寸或径向载荷增大,中介轴承振动方根幅值呈增大趋势。脉冲因子、峰值因子和峭度因子等无量纲参数随着缺陷尺寸增加,先增大后减小。随着径向载荷增加,以上三个无量纲参数呈增大趋势。同时,证明方根幅值、脉冲因子、峰值因子和峭度因子等特征参数对中介轴承外圈故障敏感。

具有局部故障滚动轴承的振动分析(Ⅰ)外圈具有单一局部故障

在基于弹性力学的正常滚动轴承二自由度动力学模型的基础上,考虑外圈局部点蚀缺陷宽度以及深度对接触变形的影响,引入滚动体通过缺陷时接触变形量的变化,建立了外圈产生单一局部故障的滚动轴承的动力学模型.通过仿真,证实了当外圈产生单一局部缺陷时,滚动轴承振动信号的低频成分为滚动体通过外圈的频率及其倍频这一在滚动轴承故障诊断中常用的结论,并合理解释了倍频产生的原因;最后通过实验进一步证实了所建立模型和仿真结果的有效性.

深沟球轴承内、外沟曲率系数对接触应力和变形的影响

讨论轴承接触问题的性质,分析深沟球轴承的接触应力与变形的计算方法.利用ANSYS参数化语言APDL建立深沟球轴承的三维有限元模型.通过接触边界条件的处理,得到深沟球轴承内、外沟曲率系数对接触应力和变形的影响.结果表明:轴承的径向变形随内、外沟曲率系数的增大而增大,当内、外沟曲率系数fi≤0.51,fe≤0.515时,内、外圈接触应力呈减小趋势;当fi>0.51,fe>0.515时,内、外圈接触应力呈增大趋势.为合理选择内、外沟曲率系数提供科学依据.

轴承外圈几何参数的自动检测与分选系统

针对目前轴承厂家对轴承外圈的检验仍采用人工检验 ,劳动强度大 ,效率低 ,容易引入人为误差 ,影响产品出厂质量的问题 ,研制了一种用于轴承外圈几何参数的自动检测与分选系统 .该系统采用了差动电感式传感器对轴承外圈几何参数进行测量 ,利用可编程控制器进行分选的测控 ,减小测量误差 .

具有外圈单一点蚀故障的滚动轴承动力学建模及仿真

为揭示滚动轴承外圈单一点蚀故障机理,基于Hertz接触理论和接触变形量渐变释放的客观事实,考虑了滚动体通过外圈点蚀故障时外圈自身变形量的影响,在给出滚动体进入和离开故障区时变形量的释放变化规律和计算方法基础上,建立了外圈含单一点蚀故障缺陷的滚动轴承动力学模型。通过数值仿真和实验验证,证明了本文模型的正确性,为滚动轴承外圈故障诊断提供了理论依据。

非接触磁压式位移传感器的研究与应用

针对轴承外圈公差尺寸的非接触式测量,研制出非接触磁压式位移传感器.利用电磁效应和压电晶体原理,实现了各物理量之间的转换,从而得到尺寸参数量,经电路处理输入微处理器,得到尺寸公差信息.利用该传感器可很好地采集零件尺寸公差信息,而且具有测量精确度高、操作简单、适应环境能力强等特点.

轴承外圈工序间检测的数据采集系统研究

针对目前国内轴承厂家对轴承外圈的几何参数仍然采用人工检测,效率低、劳动强度大、容易引入人为误差、影响产品质量等问题,研制了一种用于轴承外圈几何参数的自动检测系统。该系统利用电感式位移传感器对轴承外圈几何参数进行在线测量,检测效率高,人为因素引起的误差小。

基于声发射信号的滚动轴承外圈疲劳剥落故障双冲击特征提取

疲劳剥落是引起滚动轴承失效的主要原因。跟振动信号一样,当滚道出现疲劳剥落故障时滚动体在进入和退出剥落区时的声发射信号也存在对应的两类不同冲击特征,称为双冲击现象。对双冲击特征的提取可实现双冲击间隔的有效测量。声发射信号具有对早期故障敏感、不易受噪声干扰等优点。采用将两类特征分离处理的方法,将声发射信号中两类冲击特征分为两部分,通过AR模型和最小熵解卷积滤波增强故障特征信号,和基于复Morlet小波的谱峭度图算法提取优化解调频带对应的包络信号,对包络信号相加并进行双冲击间隔测量。实验研究表明,该方法能够有效地分离出滚动轴承外圈疲劳剥落故障声发射信号中的双冲击特征。

外圈波纹度对圆柱滚子轴承动态特性影响的研究

引入外圈波纹度,分析滚子与滚道之间的相互作用关系,获得滚子与套圈之间作用力和力矩,并以牛顿-欧拉方程为基础,建立圆柱滚子轴承系统动力学模型,并采用变步长龙格-库塔进行数值求解,分析了外圈波纹度对轴承动态特性的影响。结果表明,外圈波纹度波数与滚子个数相等或成倍数时轴承系统会产生强烈振动,保持架旋转频率处的振动幅值随波数增加而增大,且随着波纹度最大幅值的增大,轴承系统产生剧烈振动,振动幅值也随之增大,这为轴承设计和噪声分析提供了理论依据。

油泵柱塞和轴承外套失效分析

对断裂的油泵柱塞、轴承外套从成分、组织、工艺等方面进行了检验分析。结果表明 ,柱塞首先断裂 ,断裂后的柱塞碎片卡住了轴承外套 ,使轴承外套过载脆断。而柱塞的断裂是由于热处理不当 ,造成淬火加热温度过高 ,使柱塞的显微组织出现粗大的针状马氏体 ,并引起淬火裂纹 ,导致柱塞的韧性下降 ,脆性增大 ,随着载荷作用和液压油的渗入 ,裂纹进一步扩展 ,当裂纹扩展至柱塞有效承载面积承受不了全部工作应力时 。

满装滚针轴承外圈滚道加工方法改进

针对满滚针轴承外圈挡边与滚道车削时采用两把车刀加工产生中间接缝、导致磨工留量增加等问题,采用一把车刀同时加工左右挡边及滚道,解决了以上存在的问题;同时轴承外圈淬火后采用车刀硬车其左右挡边,解决了磨削挡边烧伤现象。

某型航空发动机中介轴承外环故障振动分析

根据某型双转子航空发动机的结构和动力学特点,设计建造了中介轴承实验器.实验中发现中介轴承的外环故障包络谱与内环故障和滚动体故障的包络谱相似,也受周向载荷不均匀分布和传感器相对位置周期性变化的影响.基于此,推导了中介轴承故障特征倍频公式,建立了中介轴承局部故障的理论模型,采用希尔伯特包络检波技术,对外环剥落轴承振动信号进行了分析,结果表明,所建立的中介轴承局部故障理论模型是正确的.

滚动轴承外圈多点故障特征分析

滚动轴承发生多点故障时会产生复杂的振动特征,影响轴承故障诊断的准确性。针对滚动轴承外圈多点故障诊断特征的变化规律,考虑滚动轴承外圈故障数量、故障间隔和载荷分布对故障特征的影响,采用五自由度动力学模型进行仿真分析。通过龙格库塔法对动力学方程进行数值求解,分析了滚动轴承外圈单点故障和多点故障的诊断特征。结果表明:当外圈具有多点故障时,随着故障数量和故障间隔的变化,故障特征频率各谐波的幅值会发生变化;当多点故障满足载荷相等和一定的间隔关系时,故障特征频率值与故障数量之间呈现对应的倍数关系。通过滚动轴承多点故障模拟试验验证了结论的正确性。