故障滾動軸承在變速、變載工況下的振動特性及仿真研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械是最常見的機(jī)械設(shè)備，滾動軸承又是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最常見的通用零部件之一，它的運(yùn)行狀態(tài)是否正常往往直接影響到整臺機(jī)器的性能(包括精度、可靠性、壽命等)。長期以來，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，研究故障滾動軸承在變速、變載工況下的動態(tài)特性，能夠?qū)S承故障診斷和狀態(tài)檢測及故障診斷提供理論基礎(chǔ)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先對滾動軸承故障診斷領(lǐng)域的國內(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)對其動態(tài)特性影響方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。隨后在第二章中對軸承故障診斷基礎(chǔ)知識進(jìn)行了簡單的論述。 第三章中首先提出了軸承整體振動簡化模型及對應(yīng)的振動微分方程

3、，討論了變工況下軸承元件受力及整體剛度因素。之后通過對加速過程和加載過程對軸承故障振動信號影響的分析，建立了故障滾動軸承在變速、變載工況下的徑向整體振動模型，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，分別建立了對應(yīng)的仿真模型，并對仿真模型中相關(guān)的模塊的意

4、義進(jìn)行了介紹，分析了仿真過程的原理，為變工況下故障軸承局部損傷徑向振動模型的求解提供了簡單快速的方法。 第五章中，通過試驗(yàn)將第三章中變工況下故障軸承徑向振動模型與第四章中相應(yīng)仿真振動模型的輸出結(jié)果進(jìn)行了對比，并以試驗(yàn)振動信號的分析結(jié)果為依據(jù)對仿真振動模型中的參數(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軸承在變速、變載荷工況下的振動動態(tài)特性，表明了所建立的變工況下故障軸承徑向振動模型的正確性。 本文的研究進(jìn)