基于靜動(dòng)力學(xué)的滾動(dòng)軸承故障模型分析及物理模擬.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備與結(jié)構(gòu)日益高速化、輕型化，機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境也更加復(fù)雜，使得機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問題日益突出，甚至因振動(dòng)引起嚴(yán)重的事故。作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的主要組成之一，滾動(dòng)軸承更是易損零件。由于設(shè)計(jì)不當(dāng)和安裝工藝不好或軸承的使用條件不佳，或突發(fā)載荷的影響，使?jié)L動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，并且在繼續(xù)運(yùn)行中進(jìn)一步擴(kuò)大，使軸承運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化，以致系統(tǒng)劇烈振動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在使用滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，大約30％的機(jī)械故障

2、是由于滾動(dòng)軸承的損壞造成的。因此，對滾動(dòng)軸承進(jìn)行靜動(dòng)力學(xué)分析，從內(nèi)部找出其故障機(jī)理，對其進(jìn)行故障診斷一直是軸承研究的熱點(diǎn)。進(jìn)行滾動(dòng)軸承的靜動(dòng)力學(xué)及結(jié)構(gòu)分析的最常用方法是有限元法；進(jìn)行滾動(dòng)軸承的狀態(tài)檢測監(jiān)測與故障診斷的最常用方法是振動(dòng)信號分析法。 本文在傳統(tǒng)的靜力學(xué)模型的基礎(chǔ)上以Gupta的軸承動(dòng)力學(xué)為理論依據(jù)建立了圓柱滾子滾動(dòng)軸承的動(dòng)力學(xué)模型，分析了軸承各零件的受力，研究了零件之間的相對運(yùn)動(dòng)；以軸對稱問題的有限元分析為基礎(chǔ)、AN

3、SYS為計(jì)算機(jī)為工具，建立圓柱滾子滾動(dòng)軸承有限元分析模型，對其進(jìn)行了靜力分析和模態(tài)分析，找出其故障機(jī)理；總結(jié)分析了滾動(dòng)軸承典型故障的振動(dòng)特征，建立了以希爾波特包絡(luò)法為基礎(chǔ)的故障模型；設(shè)計(jì)了滾動(dòng)軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對2612型短圓柱滾子軸承的幾種典型故障進(jìn)行了檢測和診斷，利用包絡(luò)解調(diào)譜法以MATLAB為工具進(jìn)行信號的分析，得到了滿意的結(jié)果。 本論文按照預(yù)定的要求完成了設(shè)計(jì)分析任務(wù)，建立了滾動(dòng)軸承靜動(dòng)力學(xué)模型和有限