含外圈剥落和不对中的齿轮-转子-轴承系统振动分析

轴承套圈的不对中和剥落是影响齿轮-转子-轴承系统振动特性的典型误差和故障。为了研究外圈不对中和剥落对系统的耦合影响,有必要对含不对中和剥落的齿轮-转子-轴承系统振动特性进行分析。首先,考虑外圈不对中和剥落,计算了轴承的五自由度非线性恢复力。然后,基于轮齿承载接触分析(LTCA)方法,计算了啮合刚度并且建立了直齿轮副的动力学模型。在此基础上,基于切片法建立了花键的等效刚度模型。最后,通过将轴承的恢复力模型、直齿轮副的动力学模型和花键的等效刚度模型与转子系统的有限元模型耦合,建立了齿轮-转子-轴承系统的动力学模型。分析表明,只有剥落位于承载区时,才会对轴承接触力、接触角和系统振动特性产生影响。外圈的不对中导致轴承的承载区范围增大,并使得剥落对系统产生影响的概率增加。

高速球轴承?转子系统动态性能的分析与优化

针对轴承刚度随转速呈非线性变化的特点,基于角接触球轴承拟静力学模型,考虑轴承内圈离心位移的影响,运用数值方法对轴承和轴承组的动刚度进行了计算。在此基础上,根据轴承-转子系统的有限元模型建立了动力学方程,并编制数值迭代程序求解其特征值,进而得到了系统的临界转速。由于转速对轴承(组)动刚度的影响,在每一次迭代计算中,需根据前次迭代计算出的临界转速求解前、后轴承(组)的动刚度,重建系统的有限元模型,因此结合Matlab优化工具箱,运用单纯形法对转子内径与轴承跨距进行了优化。分析结果表明:通过优化转子内径与轴承跨距,轴承-转子系统的一阶临界转速提高了7.65%,由于转速与内圈离心位移对轴承或轴承组动刚度的影响很大,因此在高速轴承-转子系统的动态分析中应考虑该影响因素。

高速电主轴球轴承——转子系统动力学性能分析

结合高速电主轴的结构特征,论述了球轴承支承的高速电主轴转子系统动力学性能的基本规律和一般特点,在分析角接触球轴承高速时动刚度的基础上,应用有限元法,建立了高速电主轴球轴承———转子系统动力学的分析模型和数值计算方法,并结合具体算例,分析了有关球轴承内部结构、外部工况条件以及转子系统结构等方面的参数对电主轴转子系统动力学性能的影响,并得出相关结论。

轴承-转子系统中滚动球轴承的动力学相似设计

针对轴承-转子系统缩尺模型中轴承的动力学相似设计问题,基于量纲分析法和相似π定理,建立了轴承-转子系统中滚动球轴承模型的动力相似准则,获得了滚动球轴承模型与原型各动力参数的相似关系.在此基础上根据滚动球轴承刚度计算公式得出刚度与基本参数之间的相似关系,并进行了滚动球轴承接触变形和最小油膜厚度的数值验证.最后通过设计实例说明了所建立的相似关系在实际轴承-转子模型设计中的有效性和实用性.

高速轴系球轴承—转子系统动力学的研究与发展

随着旋转机械转速的提高 ,高速轴系中球轴承—转子系统动力学方面的问题越来越突出 ,如何解决这些问题成为保证和进一步提高球轴承支承的旋转机械转速及其工作可靠性的关键所在 ,通过对高速旋转机械球轴承—转子系统动力学国内、外的研究现状进行分析总结 。

高速永磁电机转子-轴承系统动力学特性分析

为研究高速永磁电机在高转速工作条件下的振动特性,将其简化为转子-轴承系统,建立数学模型,利用Runge-Kutta法进行计算,得出支承刚度、阻尼、加速度和支承位置对转子振动特性的影响。研究结果表明:改变支承刚度可以改变临界转速值,不改变临界转速对应的最大振幅值;增大阻尼可以降低振幅值,不改变系统的临界转速值;增大转子的加速度可以降低最大振动幅值,但会增加系统的控制力矩;y方向支承位置改变产生的振动幅值大于x方向支承位置改变产生的振动幅值,且轴承在靠近轴承推力盘的位置产生的振幅大。最后可以通过控制加速度和刚度的方法来降低振动幅值,避开共振区。

滚动球轴承局部故障引起滚珠负载振荡性分析

为深入剖析滚动球轴承局部故障对轴承整体振动特性的影响,利用Hertz接触理论构建了转子偏心力激励下的球轴承-转子系统动力学数字仿真模型,并结合深沟球轴承外圈、内圈、滚珠的局部故障引起的轴承间隙变化,推演了滚珠与各类故障区域间的冲击激励响应方程。在此基础上通过分析单点损伤引起的滚珠内部接触负载变化,揭示了单个滚珠接触应力对相邻滚子负载与系统整体振动特性的影响规律。通过分析轴承转动过程中有效承载滚珠个数的变化情况,建立了的滚珠负载占比时间对故障冲击振荡幅值的影响关系。分析结果表明,滚珠与故障区域的接触分离会使其负载发生振荡,且各故障状态下的振荡频率都为系统共振频率;在2个等效承载滚珠上的运转时间占比越大,故障冲击振荡的强度越大;各类型早期故障状态下的Poincaré映射点的保持在相同幅值附近;当局部故障程度增大到一定程度时,系统振动混沌特性增强,振动幅值相应增大。

高速滚动轴承-转子系统动力学特性分析

本文简述了滚动体在与轴承接触后阻尼系数的变化情况,同时模拟轴承在高速滚动状态下阻尼系数的变化情况,并据此对轴承-转子系统的动力学特性展开分析,观察其在不同游隙下刚度阻尼值的变化情况,从而据此观察其对转子系统的影响。

含双频时变滚动轴承刚度的转子-轴承系统响应特征研究

考虑有限数目滚动体和转子不平衡力引起的滚动轴承刚度的周期时变性,建立了含双频时变滚动轴承刚度的三自由度转子-轴承系统动力学模型。以单频参数激励系统响应的频率分布规律为参照,指出了含双频时变参数的动力学系统其响应的频率构成规律:双频参数激励系统自由响应中出现的频率是系统等效固有频率分别和参数频率的组合,以及等效固有频率同时和两个参数频率的组合;强迫响应中的频率除了包含自由响应中的频率成分之外,还包含外激励频率分别和两个参数频率的组合,以及其同时和两个参数频率的组合。在转子-滚动轴承系统响应中出现的倍频响应、参数频率及其倍频对应的频率成分,可以通过该分析给出合理的解释。该结论有助于更深入地理解多频参数激励系统响应的频域特征,为变参数旋转机械系统故障诊断中的频率成分识别提供了参考。

轴承预紧力对转子系统静动态特性的影响

轴承预紧力的大小直接影响到滚动轴承-转子系统的静动态特性.综合考虑离心力和陀螺力矩效应,在Romax软件中建立了5自由度轴承-转子系统动力学模型,分析了预紧力对轴承刚度、工作接触角以及工作寿命的影响,并搭建了轴承-转子系统试验台做验证试验.在不同轴承预紧力下,分别研究了轴承刚度、工作接触角、工作寿命、静载荷作用下轴承-转子系统的静变形以及动不平衡载荷作用下主轴系统的振动响应等,并在轴承-转子试验台上进行试验验证,得到了轴承预紧力与这些因素的关系曲线.在此基础上,研究了预紧力对转子系统固有频率的影响,结果表明加大预紧力有助于提高系统的固有频率.研究结果可为轴承-转子系统的设计与分析提供理论参考.

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致。研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内。

车用球轴承涡轮增压器临界转速分析

阐述了增压器轴承—转子系统临界转速的计算分析方法,以某车用球轴承涡轮增压器为例,分别采用Riccati传递矩阵法和DyRoBeS有限元法计算了临界转速,并进行了试验验证。由两种计算方法所得到的1阶和2阶临界转速值与试验值比较,1阶相差5.59%与1.42%,2阶相差2.53%与8.40%。同时,计算分析了轴承刚度、轴承结构尺寸、涡轮材质等参数对增压器临界转速的影响,得到了相关曲线。

角接触球轴承刚度矩阵的理论推导与计算

根据滚动轴承几何学、运动学基本原理和Hertz弹性体接触理论,同时考虑径向载荷、轴向载荷、球离心力和陀螺力矩的影响,建立了角接触球轴承刚度矩阵的计算模型。计算了某型发动机角接触球轴承在实际工况中的刚度矩阵,为该型发动机轴承-转子系统的动态分析提供了较为准确的边界条件。

高速齿轮轴系统的动态特性分析

高速轴的固有特性和其质量不平衡响应严重影响高速齿轮箱的运行工况和使用寿命。针对高速齿轮轴建立了系统多分布质量模型,采用传递矩阵法,分析了轴系的固有频率及其不平衡响应,得到转子本身及转子支撑系统的固有特性以及轴系在相同位置、不同工况下的不平衡响应。通过分析各种情况下不平衡响应的特性,考察轴系上齿轮啮合点处的不平衡响应,进而反应齿轮啮合点处的工作情况,为高速齿轮箱的设计制造提供依据。

高速电主轴动态特性研究

作为数控机床的核心功能部件,高速电主轴的动力学特性直接影响着工件的加工精度。建立了高速电主轴的轴承-转子动力学模型,计算了角接触球轴承的动态支承刚度和轴承-转子系统的固有特性,并且研究了不同转速下轴承支承刚度对系统固有频率的影响。以2GDZ60型高速电主轴为研究对象,测试了系统的1阶固有频率和2阶固有频率,与理论计算值相比较误差较小。

PTA装置高压溶剂进料泵国产化研制

高压溶剂进料泵是PTA装置的关键设备之一,输送介质为含有固体颗粒并具有一定腐蚀性的液体,基本都采用大功率高速泵,长期以来依赖进口Sundyne公司的HMP3000型高速泵。以PTA装置高压溶剂进料泵国产化应用为目标,研制具有自主知识产权的大功率高速泵——600kW级GSB-W7型高速泵。该高速泵项目的研制成功,打破了国外公司对355kW级以上大功率高速泵市场的垄断,性能指标和可靠性均达到国外同类产品的先进水平,推动了国内高速泵产业结构的优化升级。并实现了出口到国外公司的PTA装置中。