转子-滑动轴承系统不对中-碰摩耦合故障分析
本文选题:轴承不对中 + 碰摩 ; 参考:《机械工程学报》2016年13期
【摘要】:针对滑动轴承支撑下的转子系统发生不对中故障进而引起不对中-碰摩耦合故障的诊断问题,基于非线性有限元法,应用短轴承油膜力、等效不对中力矩及Hertz接触理论建立双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统动力学模型,并通过增广的拉格朗日方法来处理接触约束条件,以保证转盘和机匣相互接触时满足边界渗透深度在规定的容差范围内。同时,结合试验研究分析了在不同转速条件时,滑动轴承支撑下的耦合故障转子系统的相关动力学特性。研究表明碰摩故障在耦合故障中处于主导地位,不对中故障主要会激发高倍频谱处于从属地位;并且随着转速的提高,系统频率成分以高倍频为主,逐步由拟周期运动进入混沌运动状态,同时由于不对中力矩与碰摩力的作用,油膜失稳现象局部被抑制,一、二阶油膜振荡现象均滞后显现。研究结果可为滑动轴承支撑下耦合故障转子系统故障诊断提供依据。
[Abstract]:In order to diagnose the misalignment fault of rotor system supported by sliding bearing and cause the misalignment and impact coupling fault, based on the nonlinear finite element method, the oil film force of short bearing is applied. The equivalent misalignment torque and Hertz contact theory are used to establish the dynamic model of the rotor system with double disk misalignment and rub-impact coupling fault, and the contact constraints are dealt with by the extended Lagrangian method. In order to ensure that the contact between the rotary disc and the casing meets the boundary penetration depth within the prescribed tolerance range. At the same time, the dynamic characteristics of coupled fault rotor system supported by sliding bearings under different rotational speed conditions are analyzed. The research shows that the rub-impact fault is dominant in the coupling fault, and the misalignment fault will stimulate the high-power frequency spectrum to be in the subordinate position, and with the increase of the rotational speed, the frequency component of the system is mainly high-frequency. At the same time, the phenomenon of oil film instability is partially suppressed due to the action of misalignment torque and rub-impact force, and the first and second order oil film oscillations appear behind each other. The results can provide basis for fault diagnosis of coupled rotor system supported by sliding bearings.
【作者单位】: 东北大学机械工程与自动化学院;
【基金】:国家自然科学基金(51105065) 教育部中央高校基本科研业务费(N140304005) 中国博士后科学基金(2014M551105,2015T80269)资助项目
【分类号】:TH133.3
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,本文编号:1852509
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