轴承不对中转子振动特性分析.pdf

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1、文章编号：2095-1248（2016）04-0013-06轴承不对中转子振动特性分析夏锟，王克明，王帅（沈阳航空航天大学航空航天工程学部（院），沈阳110136）摘要：对轴承不对中的故障转子系统进行了仿真分析和实验研究，得到了系统的振动特性；对比分析了健康转子与存在不同不对中量的故障转子间振动特性的差异。结果表明：当转速到达1／2倍一阶临界转速时，故障转子会发生2倍频共振；转子转速接近一阶临界转速时，转子的基频响应会很大，但系统的不对中振动特征并不明显。关键词：轴承不对中；转子；振动特性中图分类号：Ｖ231.92文献标志码：Ａdoi：

2、10．3969／ｊ．ｉｓｓｎ．2095-1248．2016．04．003VibrationanalysisofrotorsystemwithbearingmisalignmentＸＩＡＫｕｎ，ＷＡＮＧＫｅ-ｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＳｈｕａｉ（ＦａｃｕｔｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｈｅｎｙａｎｇ110136，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｆａｕｌｔｙｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｂｅａｒｉｎｇｍｉｓａｌｉｇ

3、ｎｍｅｎｔｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｂｅｔｗｅｅｎｈｅａｌｔｈｙｒｏ-ｔｏｒａｎｄｆａｕｌｔｙｒｏｔｏｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｖａｌｕｅｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｔｔｈｅｓｅｃｏｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｗｉｌｌｈａｐｐｅｎｗｈｅｎｔｈｅｒｏｔｏｒｓｐｅｅｄｉｓｃｌｏｓｅｔｏｈａｌｆ

4、ｏｆｔｈｅ1ｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄ，ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅｆｉｒｓｔｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｉｓｈｉｇｈａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｓｔｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｗｈｅｎｔｈｅｒｏｔｏｒｓｐｅｅｄｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅ1ｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄ．Keywords：ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ；ｒｏｔｏｒ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ［4］旋转机械转子不对中故障的常见程度仅次于性。Ｐ.Ｎ.Ｓａａｖｅｄｒａ分析了不同联轴器刚度对不

5、平衡。不对中可分为两大类，一类是联轴器不转子动力学特性的影响，随后使用实验设备测得［5-6］对中，另一类是轴承不对中。联轴器不对中又可了相关参数，得到了不对中量对频谱的影响。分为角度不对中、平行不对中以及混合不对中3Ｋ.Ｍ.ＡＬ-Ｈｕｓｓａｉｎ等使用拉格朗日能量法建立了种情况。Ｍ.Ｘｕ等推导了联轴器不对中激振力的普适性的动力学模型以及运动微分方程，得到了［1-2］［7］表达式，并进行了数值模拟以及实验验证。数值解并对瞬态和稳态情况进行了分析。Ｍ.ＣｈａｎｄｒａＳｅｋｈａｒＲｅｄｄｙ等使用扭矩传感器测试Ｙ.Ｓ.ＬＥＥ等建立了不对中转子-滚

6、珠轴承动力了不同不对中形式、不同实验频率的情况下扭矩学模型，同时使用实验的方法验证了模型的正确［3］［8］的变化情况。ＴｅｊａｓＨ.Ｐａｔｅｌ等分析了联轴器不性并得到相关结论。Ａ.Ｗ.Ｌｅｅｓ建立了三螺栓对中系统在三种不同不对中情况下的振动特连接联轴器不对中的线性模型，推导了系统的运收稿日期：2015-09-22作者简介：夏锟（1987-），男，湖北黄冈人，硕士研究生，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声，Ｅ-ｍａｉｌ：379582523@ｑｑ.ｃｏｍ；王克明（1954-），男，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：航空发动机强度、振动及

7、噪声，Ｅ-ｍａｉｌ：ｗｍｋ308@126.ｃｏｍ。14沈阳航空航天大学学报第33卷动方程的表达式，使用数值方法获得了实例的解，使用2节点铁莫申科梁单元对转子进行建［9］并作出了相关分析。Ｙ.Ｈｏｒｉ建立了考虑联轴模，考虑转子的横向变形和扭转变形，而忽略转子器不对中的两跨转子系统模型，使用了传递矩阵的轴向振动。单元模型如图2所示，而单元广义法对轴承不对中转子系统进行了稳定性的分坐标定义为如下形式［10］析。在国内，冯国全等研究了双转子系统外转ｕ=［ｘ，ｙ，Φｙ，Φｘ，ｘ，ｙ，Φｙ，Φｘ］11112222［11］子支承轴承存在不对中故障时的

8、振动响应。韩清凯等计算了轴承不对中的单跨转子和联轴器［12］不对中的双跨转子的振动响应。李全坤等建立了带有中介支承的双转子不对中故障系统动力学模型，分析了双转子系统存在平行、角度不对中图2梁单元模型［13］