基于扭矩激励的多跨转子系统轴承负荷特性的研究

发布时间：2017-04-28 09:06

  本文关键词：基于扭矩激励的多跨转子系统轴承负荷特性的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：轴承负荷对扭矩激励的敏感度较高,研究扭矩激励下负荷的变化及在各跨间的传递规律,并通过轴承负荷信号来对扭矩进行定性和定量的分析,对于多跨转子轴承系统的动力学分析十分必要。 考虑轴承负荷传感器的支承刚度、滑动轴承油膜力、弹性柱销联轴器弹性和轮盘不平衡量,建立力学模型,利用多体系统动力学的分析方法和拉格朗日法,建立包含扭矩因子(通过实验获得)的三跨六支承转子系统的动力学方程组。并通过MATLAB利用四阶龙格库塔法对该数学模型进行求解,得到不同扭矩激励下各个支承处轴承负荷的动力响应曲线,研究不同性质扭矩激励下各支承负荷的传递特性和变化规律。基于三跨转子均布质量模型,利用传递矩阵法,结合扭矩因子,推导出轴承负荷对扭矩激励的敏感度矩阵,并编写了基于扭矩激励的轴承负荷计算程序。进一步提出了基于轴承负荷的扭矩激励试验辨识方法,以实现扭矩的定性、定量的分析。为实现大量数据的快速挖掘,结合粗糙集理论,利用ROSETTA软件对决策表进行属性约简,生成基于轴承负荷特征的扭矩激励挖掘规则,并进行重复性验证。 在传统的多轮盘转子系统支承负荷特性试验台的基础上,增加磁粉制动器和扭矩传感器,并进行调试,实现不同性质(线性和暂态)扭矩的激励的施加和测量。试验中由轴承负荷传感器直接测得的信号与两种模型得到的轴承负荷变化值进行对比分析,扭矩传感器测得的结果对辨识计算结果进行验证。试验与仿真对比结果表明：与距扭矩施加位置越近的支承,负荷曲线变化越明显,负荷对扭矩激励的敏感度因子也越大,为扭矩故障定性诊断提供理论依据。通过负荷对扭矩激励的敏感度矩阵,在任意给定扭矩变化量时,结合相应的扭矩因子,可以准确、方便地计算出相应的轴承负荷变化值。基于轴承负荷对扭矩激励定量试验辨的识误差在允许范围之内,可以有效地实现扭矩的定性、定量诊断。采用ROSETTA软件可以实现基于大量轴承负荷的特征数据中进行扭矩特征的挖掘,为转子轴承系统动力学设计和故障诊断提供了又一有效、可靠的途径。
【关键词】：扭矩激励 多跨转子 轴承负荷 敏感度矩阵 试验辨识 数据挖掘
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究目的与意义10-12
• 1.2 国内外研究动态12-16
• 1.2.1 国外研究动态12-14
• 1.2.2 国内研究动态14-16
• 1.3 主要研究内容16-20
• 第二章 扭矩激励下多跨转子系统轴承负荷传递特性20-38
• 2.1 转子系统组成20-21
• 2.2 转子系统的集中质量模型21-30
• 2.2.1 集总质量的力学模型21-27
• 2.2.2 三跨转子系统动力学方程组27-30
• 2.3 转子系统轴承负荷传递特性30-37
• 2.3.1 暂态扭矩激励下轴承负荷传递特性31-34
• 2.3.2 线性扭矩激励下轴承负荷传递特性34-37
• 2.4 小结37-38
• 第三章 轴承负荷对扭矩激励的敏感度矩阵38-50
• 3.1 转子系统的均布质量模型38-40
• 3.1.1 传递矩阵法38-39
• 3.1.2 均布质量的力学模型39-40
• 3.2 负荷对扭矩的敏感度矩阵40-45
• 3.2.1 均布载荷作用下的场传递矩阵40
• 3.2.2 联轴器集中载荷作用点的传递矩阵40-41
• 3.2.3 两支承间的场传递矩阵41-42
• 3.2.4 负荷对负荷的敏感度矩阵42-43
• 3.2.5 负荷对扭矩激励的敏感度矩阵43-45
• 3.3 实例分析45-48
• 3.3.1 暂态扭矩下的敏感度矩阵46-47
• 3.3.2 线性扭矩下的敏感度矩阵47-48
• 3.4 小结48-50
• 第四章 基于Rosetta的扭矩激励粗糙集数据挖掘50-62
• 4.1 粗糙集理论及Rosetta工具箱50-51
• 4.2 数据挖掘51-61
• 4.2.1 决策表的确定52-58
• 4.2.2 约简生成规则58-60
• 4.2.3 规则检验60-61
• 4.3 小结61-62
• 第五章 轴承负荷传递与扭矩激励辨识试验62-88
• 5.1 试验台与试验方案62-63
• 5.2 轴承负荷传递特性试验63-74
• 5.2.1 小波分解重构去噪试验63
• 5.2.2 暂态扭矩激励下轴承负荷的传递特性63-68
• 5.2.3 线性扭矩激励下轴承负荷的传递特性68-74
• 5.2.4 试验结果分析74
• 5.3 扭矩激励辨识试验74-85
• 5.3.1 EMD分离方法74-78
• 5.3.2 暂态扭矩辨识试验78-82
• 5.3.3 线性扭矩辨识试验82-85
• 5.3.4 试验结果分析85
• 5.4 小结85-88
• 第六章 结论与展望88-90
• 6.1 工作总结88-89
• 6.2 主要结论89
• 6.3 进一步工作展望89-90
• 参考文献90-95
• 致谢95-96
• 攻读学位期间发表的学术论文目录96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曲大庄,邹经湘,黄文虎;定常扭矩对柔性转子运动稳定性的影响[J];大电机技术;1999年01期

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4 叶大鹏,何聪惠,吴昭同,丁启全;基于小波包的振动攻丝特征提取方法[J];福建农业大学学报;2004年02期

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本文编号：332505