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转子-滑动轴承系统不对中-碰摩耦合故障分析
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH11[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110004
  • 相关基金: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
中文摘要:

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。

英文摘要:

For the diagnosis of misalignment-rubbing coupling fault of rotor-sliding bearing system caused by misalignment fault, based on nonlinear finite element method, the mechanical model and finite element model of dual-disc rotor system with misalignment-rubbing coupling fault are established by short bearing oil film force, equivalent misalignment torque and Hertz contact theory. And with the augmented Lagrange method contact constraint conditions is dealt to ensure that the rotary table and casing contact each other meet boundary penetrating depth within the prescribed tolerance range. Combined with experimental study and simulation analysis,relevant dynamic characteristic of misalignment-rubbing coupling fault rotor-sliding bearing system is studied,with the different speed conditions. It is shown that rubbing fault is the leading role in the coupling fault, misalignment fault will inspire high power spectrum in a subordinate position. With the increasing of rotational speed, the main composition of the system frequency is the high power frequency. And it is gradually from the quasi periodic motion to chaos motion state. As the result of misalignment moment and rubbing force, the phenomenon of oil film instability is partial inhibition. The first and the second order of oil film oscillation phenomena are lagging behind. The results of the study provided the basis for the diagnosis of misalignment-rubbing coupling fault of rotor-sliding bearing.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603