考虑受迫振动的齿轮传动轴动力学仿真分析

齿轮传动系统传动轴振动特性对保证安全运行具有重要作用,针对四级减速系统的传动轴展开了动力学分析,并展开加速度振动信号实验测试分析。研究结果得到:各阶模态也形成了更高频率值,传动轴前六阶固有频率范围为610～1325Hz,齿轮系统转频在1.3～581.32Hz范围内,传动轴达到了比最高啮合频率更高的最低固有频率,从而防止齿轮箱跟传动轴发生共振的问题。     

汽车传动轴断裂分析及其改进

为了分析某商用车传动轴断裂的原因并解决该故障问题,建立传动轴有限元分析模型,对其进行约束模态分析,分析结果表明其一阶固有频率(84.9 Hz)与最高车速激励频率(83.6 Hz)相接近,将产生共振。通过增大轴管直径并且增加其壁厚以提高局部的刚度,改进之后传动轴的一阶横向弯曲频率为91.5 Hz,在其一阶激励频率范围之外,能够有效的避免产生共振。高速环岛测试结果表明传动轴改进之后变速箱壳体在Y向和Z向的振动加速度分别下降了65.7%和63.6%,剧烈振动现象明显减缓。该传动轴的道路测试频率与仿真频率基本一致,误差均在2%之内,验证了有限元分析方法的准确性和可靠性,成功有效地解决了该商用车传动轴断裂故障。     

高炉炉顶齿轮箱间接故障诊断方法研究

针对高炉炉顶齿轮箱低速重载零部件故障难以诊断的问题,提出一种振动信号的间接诊断方法,有效利用齿轮箱接近输入端高速旋转零部件振动特征分析判断低速零部件故障;针对现有诊断方法对高炉炉顶齿轮箱故障诊断不能识别全部故障和达到准确故障定位的问题,提出一种运用振动信号分析的高炉炉顶齿轮箱故障诊断方法,实现准确判别和定位故障。发现上部齿轮箱高速零部件特征频率的基频和倍频两侧若有明显的下级传动链低速零部件故障特征频率的频率间隔,解调后低频段有多个下级传动链低速零部件故障特征频率的频率间隔,则故障发生位置为下级传动链低速部分。     

MEMS低频压电振动能量采集器

设计了基于微机电系统（MEMS）的一阶、二阶传动低频压电振动能量采集器,通过压电效应将低频振动能量转化为电能来解决低频（小于200 Hz）振动环境中的能量采集问题。一阶传动能量采集器模型包括一阶传动梁及压电悬臂梁,二阶传动能量采集器模型包括一阶传动梁、二阶传动梁及压电悬臂梁。数学建模及有限元分析显示：采集器工作频率随一阶、二阶传动梁及压电悬臂梁材料的杨氏模量的减小均呈单调递减的趋势;传动梁的设计可有效降低采集器的高阶工作频率、拓宽工作带宽;而二阶传动梁可以在1g加速度条件下,获得10.98 Hz和44.52 Hz两个超低频率的电压峰值（分别为3.18 V/g和1.33 V/g）,使系统工作频率降得更低,50 Hz以下的有效工作带宽更宽,更适合与低频振动环境匹配进行能量采集。     

发动机断齿故障机理的动力学仿真分析与实验研究

以一台直列六缸发动机为研究对象,建立发动机齿轮传动系统(曲轴、曲轴齿轮、中间齿轮、凸轮轴齿轮和凸轮轴)的模型,运用ADAMS多体动力学仿真软件,模拟分析凸轮轴齿轮在正常运行和断齿故障及凸轮轴轴向窜动和中间齿轮径向振动两种故障下,凸轮轴齿轮的频率变化情况,并与实际故障案例进行了对比分析。结果表明,当凸轮轴齿轮发生断齿故障时,其基频、三倍频和四倍频均会增加,且各阶频率都会增大,这与实际故障案例非常吻合;当凸轮轴发生轴向窜动和中间齿轮径向振动时,便会引起凸轮轴运动过程中的基频、三倍频和四倍频的增大,各阶频率的明显增大,因此以上两种情况都有可能造成齿轮不平稳运行,导致断齿故障的发生。     

TD300型矿用带式输送机托辊故障的诊断研究

基于正常与故障的TD300型皮带托辊的振动信号,以信号频域特征为分析对象,对比故障与正常的振动信号,提取故障信号特征值,并应用一种新局部均值分解方法 LDM,将轴承频域信号分解,得到故障特征频率,最终获得了准确的故障源频率。结果表明故障频率为57 Hz,验证了轴承内圈存在故障。     

大直径高负荷纸机软压光辊轴承故障特征

研究了一台现代化高速纸机压光部大辊径、超长度、高荷载(250 kN/m)软压光辊轴承故障发生的动态变化过程及其特征,探讨了其诊断研究方法,并对故障特征进行了评析。研究表明:高速纸机压光部软压光辊大轴承故障自发生起至严重损坏是一个长期渐进的过程,一般为5个月以上;在信号采集谱图中,故障特征频率的发现与跟踪为故障诊断过程的主线;故障特征频率值可通过公式计算法、损坏频率系数法及经验公式法获得;因软压光辊质量很大,其轴承故障发生甚至很严重时,振动幅值较小,远未达到普通旋转机械故障振动控制标准,但其变化具有明显增大的趋势;故障振动在径向和轴向上都有表现,轴向更灵敏。故障频谱模式为:非转速同步频率的倍频非常显著;轴承持续恶化,转速频率旁波会越来越显著;频谱中的背景宽频能量将会增加。     

轴向柱塞泵滑靴磨损故障分析

通过对轴向柱塞泵产生松靴故障的机理分析,选取8~12kHz特征频率范围来研究故障信息,经信号处理后,对比正常泵和故障泵的低频信号功率谱图,171.5 Hz及其倍频处是滑靴磨损故障特征的敏感频率。     

汽车变速箱内传动轴的振动特性研究

针对某型汽车变速箱内传动轴在高速运转时出现的共振现象,对其进行振动模态分析,获得其固有频率和模态振型。结果表明,该传动轴的有限元仿真结果和实验结果相吻合,在运行过程中,不会与50 Hz工频及汽车整车的频率发生共振,为传动轴的故障诊断提供基础,并且给汽车的舒适性、平稳性等问题的研究奠定了基础。     

两端支座松动转子系统的频率特性分析

针对转子-轴承系统中两端支座发生的松动故障,建立了带有非线性油膜力的数学模型。采用数值仿真的方法对发生故障的转子系统进行模拟,得到了系统的频率特性。模拟结果表明：当支座发生松动振动时,若振动位移小于最大间隙值,则它的频谱除了1倍频分量外还有丰富的且相对幅值较大的低频成分;若振动位移大于最大间隙值,则它的频谱会出现非常突出的较高倍频的分量, 而1倍频却消失了。得出的结论有助于对该类故障的诊断分析。