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滚动轴承测振点的动力学响应分析

时间:2017-8-17 14:11:00   来源:中国轴承网   添加人:admin

  振动与冲击滚动轴承测振点的动力学响应分析王彬,张建宇,高立新,胥永刚,崔玲丽(1.北京工业大学机电学院北京市先进制造技术重点,在得到振动响应后,对比图示四个测点的响应信号,优化测点位置。(b)为研究冲击波传播过程的有限元模型图,其中四个节点用来定量分析能量传播特性。

  轴承不同部位(内外圈、滚动体)发生缺陷时所激励的振动特性,是由轴承的运动关系决定的。分析轴承的运动特点,得到故障发生时的激励规律,加载到轴承-轴承座的有限元模型(如(a)所示)上,即可得到故障轴承的振动响应。再利用频谱分析求解信号频率结构,并通过包络分析就可得到故障特征频率。为了验证仿真结果的可靠性,本文采用线切割加工滚动轴承不同部位的裂纹缺陷,采集相应的振动信号,同样利用频谱分析和包络解调技术,研究故障轴承的振动响应特性。

  轴承的承载区径向分布载荷m:其中是载荷分配因子,f =0.5(1-C/2Sma,C,为径向间隙,为径向上的最大挠度,本文中的轴承的径向间隙为,所以f=.5;ri对于滚子轴承是1.1,对于球轴承是1. 5w.是径向最大载荷,为轴承径向承载力>是受力点于最大径向载荷的夹角,屯表明了承载区的范围如所示。g.近似表示为=5F/Zcsa,aS接触角。冲击载荷的大小可以大约看成各个点所受的径向承载力的6倍。

  假设轴承的滚动外圈滚道之间是纯滚动。外圈固定在轴承座内,则保持架转速:=n,/2(l-7),滚动体自转转速:'=心/2/)(1-72)。综合幅值和时间规律得到冲击脉冲如。其中(a)表示外圈缺陷引起的冲击脉冲,(b)表示内圈缺陷引起的冲击脉冲,(c)表示滚动体发生缺陷时的冲击脉冲。

  1.2振动响应仿真与验证分别将1.1中的冲击脉冲加载到二维有限元模型(如(a)所示)上得到振动响应。对于外圈缺陷时的振动响应情况如所示。(a)-(c)为有限元仿真得到的加速度的时域、频域和包络波形图,(d)-(f)为相应的测试数据结果。在的加速度频谱图中可以看到边频成分,经过包络解调在解调谱中中可以看出76.3Hz的频率成分存在,即为外圈故障频率,也有特征频率的倍频存在。在的测点1. 2轴承内部的冲击波传播规律研究冲击引起的脉冲在轴承-轴承座中以冲击波的形式传播,冲击波的传播和衰减决定了测振点的选择。

  建立轴承外圈-轴承座模型,在轴承外圈加载激励源经过有限元数值计算,观察冲击波的传播和衰减情况。

  2.1有限元模型