一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型

作者：霍忠堂,陈建奇,郝玲娟,等. 日期：2024-08-30/span> 浏览：29 查看PDF文档

摘要:当轴承松动与内圈缺陷同时出现时,将对转子系统动态特性产生较为严重的影响,不利于对转子系统进行故障诊断与状态监测。针对这一问题,提出了一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型,分析了含内圈缺陷-松动耦合故障轴承的转子系统振动动态特性。首先,根据赫兹理论与轴承运动学理论分析了轴承受力;然后,根据胡克定律与转子系统集中质量法建立了松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型;最后,采用数值仿真方式获取了转子系统的振动响应,探讨了转速和载荷对松动-内圈缺陷耦合转子系统振动特性的影响,并通过实验对该模型的准确性进行了验证。研究结果表明:松动-内圈缺陷同时存在的轴承频谱上出现了典型的干摩擦特征频率,即1/2倍旋转频率及其倍频,且其幅值与转速、载荷呈正比;此外,1/2倍旋转频率及其倍频、旋转频率及其倍频与内圈缺陷频率的组合频率的出现,表明了松动和内圈缺陷同时发生,该现象在转子系统另一个轴承上也有所体现。该研究结果为轴承转子系统的耦合故障检测提供了理论依据。

关键词:机械振动;振动动态特性;转子系统耦合故障特征;轴承动力学模型;转子系统动力学模型;故障检测

中图分类号:TH133;TH113.1文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)08-1431-09


本文引用格式:

霍忠堂,陈建奇,郝玲娟,等.一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型［J］.机电工程,2024,41(8):1431-1439.

HUO Zhongtang, CHEN Jianqi, HAO Lingjuan, et al. Dynamic model of rotor system coupled with bearing looseness and inner ring defect［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(8):1431-1439.