收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究

吴昊  
【摘要】:滚动轴承支承的转子系统广泛应用于工业领域,滚动轴承的动特性在很大程度上决定着轴承-转子系统的动力学性能。对于滚动轴承支承的转子系统动力学性能研究的关键是如何精确计算滚动轴承的刚度和阻尼的数值、弄清轴承结构刚度及其对转子系统刚度的影响。以往的研究在计算滚动轴承的刚度和阻尼时,没有同时考虑轴承变形和油膜的影响,在进行转子振动模型研究中,将滚动轴承简化为具有径向刚度和阻尼的一个点。这样的做法使得目前对实际滚动轴承-转子系统的振动问题的研究精度不高,难以进行有效的理论分析和计算。 本文分别以球轴承、圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承为对象,首次提出了综合刚度概念和计算思想,通过受力分析和EHL研究,建立了考虑润滑油膜、内外圈弹性变形和滚动体弹性变形的滚动轴承综合刚度的解析计算模型,并详细研究了滚动轴承的滚子长度、滚子直径、滚子个数、径向载荷、转动速度等因素对轴承综合刚度的影响规律,并对这些规律进行了分析和讨论;首次提出了综合阻尼的概念和计算思想。通过对球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的受力和变形分析,以及对Reynolds方程进行二次积分,建立了球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的综合阻尼的计算模型。依据该模型分别研究了圆柱滚子、圆锥滚子和球轴承的结构参数对轴承综合阻尼的影响规律,并对这些影响规律进行了理论分析。以滚动轴承支承的Jeffcott转子和链式悬臂转子系统为研究对象,利用新建立的滚动轴承综合刚度和综合阻尼模型进行动力学分析,系统研究了滚动轴承结构参数(滚子长度、滚子半径等)和工作状态参数(转速、外载荷)对于转子系统临界转速和转子系统不平衡响应的影响规律,研究了圆柱滚子轴承的滚子长度、悬臂长度、轴承间距等结构参数对链式悬臂转子的临界转速、振动响应等振动性能的影响规律,并进行了分析讨论。 通过对圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、球轴承的结构力学分析,建立了滚动轴承的结构刚度计算模型,将滚动轴承结构刚度计算模型引入转子振动分析过程,建立了滚动轴承单元两端的新型传递关系,并将此传递关系引入整个轴承-转子系统的传递矩阵中,建立了考虑轴承具体结构的新型传递矩阵;依据新建立的传递矩阵构建了滚动轴承-转子系统的振动计算模型,并对一实际轴承-转子系统进行了计算研究,系统分析了滚动轴承结构参数对轴承-转子系统的模态振型、临界转速和不平衡响应的影响规律。研究表明,滚动轴承(尤其是圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承)的几何结构对转子系统的模态振型有较大的影响,尤其是对于靠近轴承两端的模态振型有明显的影响,对转子系统不平衡响应的临界转速影响不大,对不平衡响应的振幅有一定程度的抑制作用,其中圆柱滚子轴承对响应振幅的抑制十分明显。 将本文建立的新型滚子轴承刚度模型、阻尼模型、轴承结构刚度模型以及新型转子传递矩阵模型应用于某一核电站风机转子的振动分析,计算得到了风机系统的模态振型、临界转速以及风机叶轮中心处的不平衡响应曲线,分析了轴承结构对该风机转子系统的振动性能的影响规律。并利用有限元法对同一算例进行分析计算,计算结果表明,用有限元法计算的结果与应用本文所建立的刚度模型、阻尼模型、轴承结构刚度模型所计算的结果具有良好的一致性,表明本文所建立的刚度模型、阻尼模型、轴承结构模型、对传递矩阵的修改具有良好的工程应用的可行性和可信性。 通过本文的研究,构建了关于滚动轴承刚度、阻尼的新型计算模型,构建了关于轴承结构刚度的计算模型和新型传递矩阵计算模型,这些模型不仅在计算精度上有了很大的提高,而且计算过程十分方便。本文的研究成果将为滚动轴承支承的转子系统动力学性能研究提供有益的借鉴。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱爱斌,彭祥多,谢友柏;滚动轴承刚度及转子系统动力学网络计算系统的设计和实现[J];润滑与密封;2005年05期
2 谢燮揆;含钼滚动轴承钢[J];机械工程材料;1984年03期
3 赵文功,管继生,李永泉;货车无轴箱滚动轴承轮对轴颈拉伤原因及改进建议[J];铁道车辆;1986年01期
4 H.K.Lorsch;A.Kraus;韩才元;;滚动轴承寿命计算的新参数[J];国外内燃机车;1986年11期
5 姚松官;孟起;;用于滚动轴承的简化型Hamrock—Dowson最小膜厚公式[J];河南科技大学学报(自然科学版);1986年02期
6 李成刚,余俊,陈继平;基于接触疲劳强度的滚动轴承寿命预测模型[J];华中科技大学学报(自然科学版);1991年02期
7 张松鹤 ,张全;采用滚动轴承优化艉管设计[J];造船技术;1993年04期
8 于秀和;KU-1206B型挖掘机推压轴的改装[J];工程机械;1993年01期
9 刘峰;滚动轴承的修理[J];山东农机化;1999年11期
10 王军,林华;基于特征分析的滚动轴承诊断系统[J];空军工程大学学报(自然科学版);2001年02期
11 马复兴 ,田雨德 ,陈盛晴;当您的“机器关节”脏了——谈谈大型滚动轴承的清洗[J];现代零部件;2004年Z1期
12 薛福连;;滚动轴承过早失效问题的解决方法[J];轻工机械;2005年04期
13 刘云松;;浅谈货车滚动轴承清洗流水线的方案设计[J];哈尔滨铁道科技;2005年04期
14 陈龙;夏新涛;孙立明;满维伟;;Pro/ENGINEER环境下的滚动轴承二维图纸生成方法[J];哈尔滨轴承;2005年04期
15 Klaus Findling;;快速性和安全性——正确选择滚动轴承系统可以节约时间和金钱[J];现代制造;2006年26期
16 汪久根;王庆九;章维明;;表面粗糙度对轴承振动的影响[J];轴承;2007年01期
17 陈果;殷国富;王皓辉;周自平;;基于Hopfield神经网络的滚动轴承优化设计方法[J];机械工程与自动化;2007年01期
18 燕来荣;;车用滚动轴承失效后的代用[J];轴承;2007年03期
19 郭宝霞;肖淼鑫;;GB/T7811-2007《滚动轴承参数符号》标准介绍[J];轴承;2007年08期
20 李冬梅;傅攀;张大吉;;时延相关解调法在滚动轴承故障诊断中的应用研究[J];设备管理与维修;2007年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁惠群;闻邦椿;王德友;杨积东;;滚动轴承-转子-定子系统的碰摩故障分析[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
2 冯明时;胥永刚;马海龙;高立新;;滚动轴承微弱特征的非线性增强与解调方法研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
3 张鹏;;滚动轴承的模糊疲劳可靠性计算[A];模糊数学和系统成果会论文集[C];1991年
4 朱泉;;滚动轴承故障诊断的实用技巧[A];第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集[C];2000年
5 苏钢;姚成宝;;高温鼓风机轴承故障分析与诊断[A];第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集[C];2000年
6 李健宝;彭涛;;基于EMD与相关性分析的滚动轴承智能故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 张俊杰;;陶瓷材料在滚动轴承上的应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
8 刘健海;温诗铸;;滚动轴承乏油计算模型[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1992年
9 蔡素然;李国仁;邵凤常;;工业机器人薄壁轴承启动摩擦力矩[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1992年
10 谢荣华;罗贵火;;航空用高速滚动轴承失效分析[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年
2 涂文兵;滚动轴承打滑动力学模型及振动噪声特征研究[D];重庆大学;2012年
3 董绍江;基于优化支持向量机的空间滚动轴承寿命预测方法研究[D];重庆大学;2012年
4 陈仁祥;振动谱表征空间滚动轴承寿命状态方法研究[D];重庆大学;2012年
5 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年
6 刘永斌;基于非线性信号分析的滚动轴承状态监测诊断研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 周宇;基于循环平稳信号二维平面表示的滚动轴承早期故障诊断方法研究[D];上海交通大学;2012年
8 胡清华;轴承—转子系统的非线性动力学分析与优化研究[D];大连理工大学;2011年
9 闫志勇;复杂转子系统动力学行为研究[D];复旦大学;2011年
10 张耀强;陀螺仪转子系统非线性动力特性及稳定性分析[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浩;基于声发射技术的货车滚动轴承故障诊断研究[D];中南大学;2010年
2 肖洁;基于Walsh变换的滚动轴承典型故障诊断方法研究[D];大庆石油学院;2010年
3 黄辉;基于SOPC的滚动轴承故障诊断系统研究和开发[D];中北大学;2010年
4 赵长生;滚动轴承故障特征增强方法与状态预测研究[D];大连理工大学;2010年
5 梁志红;基于DSP6000的列车滚动轴承的故障在线诊断[D];大连交通大学;2005年
6 袁方;基于1(1/2)维谱熵与支持向量机的滚动轴承故障诊断研究[D];湖南科技大学;2010年
7 杜秋华;形态滤波解调在滚动轴承损伤类缺陷诊断中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
8 李少军;滚动轴承故障诊断的多参数融合特征提取方法研究[D];北京交通大学;2011年
9 靳习永;滚动轴承设计与计算系统的研制[D];合肥工业大学;2006年
10 常映辉;卧式螺旋沉降离心机理论计算与分析[D];西安建筑科技大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 范增军;施福乐看中中国滚动轴承市场[N];中国汽车报;2004年
2 ;制造滚动轴承实体保持架的高铝锌基合金材料[N];中国有色金属报;2003年
3 洛阳轴承研究所总工程师 杨晓蔚;我国滚动轴承与国外有哪些差距[N];中国机电日报;2002年
4 周俊 宋爱华;山东泰安滚动轴承碳钢球联盟标准成功立项[N];中国质量报;2010年
5 刘伊婷;滚动轴承实物质量合格率94.6%[N];中国质量报;2008年
6 郭志坚;滚动轴承产品质量抽查合格率94.6%[N];中国工业报;2008年
7 杨一;滚动轴承行业标准及技术升级交流会拟在京举办[N];中国建材报;2007年
8 本报特约记者 孙烈根;依靠技术创新 不断开拓市场[N];中国机电日报;2000年
9 理想;LMGU下半环外套圈双列调心滚动轴承的特点[N];中国建材报;2011年
10 机 讯;轴承企业如何开拓国外市场[N];中国国门时报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978