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。

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。