轴系推力轴承主动减振液压控制装置分析研究

介绍了能降低船舶推进轴系纵向振动的推力轴承主动减振液压控制装置,建立了推力轴承纵向振动及主动减振液压控制装置液压系统数学模型,利用MATLAB软件,对推进轴系所受螺旋桨的激励力、纵向振动位移及加速度进行了仿真分析。结果表明:主动减振液压控制装置能有效解决推进轴系的动态刚度与支承刚度之间的矛盾;且具有推进轴系纵向位移范围小、加速度响应幅值低以及减振降噪效果明显等特点,可为船舶推进轴系的研制提供技术支撑。     

大载荷液压阻尼器振动试验台刚度优化

试验台系统动态刚度影响大载荷液压阻尼器阻尼特性测试精度。振动载荷作用下试验台系统变形包括结构拉伸变形和螺纹动态游隙,对各部分变形值进行了计算分析,通过标定试验测得了试验台结构实际刚度,在分析和标定的基础上优化了试验台的结构,优化后试验台系统刚度显著提高,使得振动测试结果更加准确地反映阻尼器的液压阻尼特性。文中研究工作为大载荷动态振动试验台的结构设计提供参考。     

球面螺旋槽动静压气体轴承试验台的研制及试验分析

为研究气体轴承的工作机理和静动态特性、设计了球面螺旋槽动静压气体轴承试验台,通过转子升降速试验分析转速-时间、碰磨电压-时间曲线,得到转子的起飞转速为15 762 r/min;通过轴承轨迹、频谱试验研究轴承-转子系统稳定运行到失稳过程的振动变化特性,进一步使用MATLAB,MYSQL数据库及数据处理系统对试验数据进行在线和离线处理,求得气体轴承刚度、阻尼等静动态特性与供气压力、转速的变化关系;通过电磁激振系统对转子进行加载试验,研究刚度、阻尼与激振频率变化关系。试验表明:试验台可测量气体轴承的转子转速、振动位移、轨迹、频谱、起飞转速及刚度、阻尼等静动态特性系数,研究气体轴承稳定运行及失稳过程静动态特性变化和运行参数对轴承静动态特性的影响。     

轴—壳体系统耦合振动控制原理分析及试验

螺旋桨脉动力是引起轴系—壳体振动的主要因素。基于频域模型,研究轴—壳系统耦合振动特性及参数影响,从原理上分析在推进轴系上施加控制力来抑制耦合系统振动的控制方法,并讨论基于自适应前馈控制策略的主动控制方案。采用自适应对消及归一化最小均方算法,在轴上施加纵向控制力,实时抵消脉动推力,降低轴系纵向振动,由此抑制由于轴系振动所引起的壳体振动。仿真结果表明：控制力施加位置对控制效果影响很小,不同轴承刚度对控制力大小的需求不同,刚度较小时误差收敛速度较慢,刚度达到一定程度以后收敛速度不变。通过轴—壳体试验系统对原理分析进行验证,结果也表明推力轴承刚度对轴系纵振频率的影响,所提出的控制方法能够有效地抑制壳体振动。     

特殊介质高速轴承试验机偏心加载的可靠性分析

以偏心加载对轴系振动及刚度的影响为主要研究目的,利用经典离心力公式,对轴系的自由振动频率和刚度进行分析,以确定偏心套的关键尺寸,提高试验轴系的可靠性。     

推力轴承试验台异常振动故障诊断方法

针对某推力轴承试验台运行过程中的异常振动问题进行了故障诊断研究。首先,基于快速傅里叶变换方法(fast Fourier transformation,简称FFT),对实验台的异常振动信号及其特征进行了捕捉和提取;其次,从激振力、系统刚度、共振等因素对异常振动进行了专家系统故障诊断,结合有限元分析的计算结果表明,转频与试验台的动态特性发生耦合是诱发整个试验台共振的根本原因,基于此原因对试验台出现的3个异常振动特点进行了解释;最后,对试验台局部进行了优化,以避免共振发生,优化后的试验台整体动态特性可以有效避开转动频率,测试结果显示新试验台在运行工况范围内均不会出现较大的振动。     

碰摩载荷下船舶轴系转速与纵向振动间影响研究

为解决现代船舶中因碰摩载荷造成的轴系纵向振动等问题,将试验台试验和模拟数值技术应用到碰摩载荷下船舶轴系转速与纵向振动间影响的研究中。开展影响其纵向振动的因素分析,建立尾轴-油膜、油膜-艉部结构两个子系统动力学模型,提出对纵向振动特性曲线和振幅-时间响应曲线进行分析的方法。在科学性、可操作性等方面对已安装碰摩装置的新型试验平台进行了评价,并进行相关模拟试验。结果表明:碰摩载荷越大、轴系转速越快,碰摩作用激起轴的纵向振动越强烈,由此导致的破坏性越大。     

齿轮传动误差测量精度影响因素分析及验证

本文以某具体齿轮传动误差试验台构建为例,借助理论计算和有限元仿真分析方法重点针对光栅安装主轴系结构刚度和台体振动特性进行了分析,得出了关键轴系结构刚度设计满足光栅测量精度需求,且对于测试对象在10阶频率范围内,齿轮传动误差频谱响应与台体不会发生共振,验证了试验台关键轴系和台体结构设计科学性和合理性。     

大型液压阻尼器试验台架设计及分析

针对大型液压阻尼器试验系统设计了一种电液伺服加载试验台架。台架设计了卧式四导向柱结构及带液压夹紧装置的可移动支座,以满足台架输出加载力大及不同规格试验件安装空间可调的功能需求。运用有限元方法,采用ANSYS软件,校核了台架强度和刚度,并对影响夹紧力的因素及台架振动特性进行了仿真分析。仿真结果表明,台架强度和刚度均满足要求,台架固有频率远高于其加载工作频率,不会发生共振;夹紧力大小与夹紧缸和导向柱之间距离成正比,与导向柱和支座配合间隙以及支座厚度成反比。该研究实现了试验台架总体结构设计及夹紧装置的优化,对于大型电液伺服加载试验台架的实现具有指导意义。     

基于ANSYS的变速箱配流试验台轴系的振动特性研究

基于ANSYS有限元分析软件,建立三维模型,对变速箱配流试验台轴系结构进行振动特性分析,得到其固有频率和振型,考虑陀螺效应,求解得到坎贝尔图,并讨论各变量对临界转速的影响。研究表明,相同条件下,轴承的支撑刚度越高,绕组位置越靠近中间联轴器,电动机转轴越短,得到的轴系临界转速越大。相关结论可为试验台的轴系设计和优化提供理论参考。     

负载口独立控制系统主被动加载试验台振动特性分析

主被动加载试验台是对负载口独立控制系统进行主动和被动控制性能试验测试的关键设备。为了分析试验台加载过程中加载力对试验台的振动特性的影响,采用有限元网格划分软件Hypermesh对试验台整机进行了网格划分,定义了材料属性,并通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对主被动加载试验台分别进行了静力学分析、模态分析、位移谐响应分析和加速度谐响应分析。仿真结果表明:从试验台的振动过程中的固有频率变化、振幅变化、位移响应分布、加速度响应分布、振动传动路径等可知,主被动试验台在加载试验中,将加载力的频率控制在35 Hz以内,可以避免由于加载而产生的试验台共振现象。     

转向试验台加载装置Bell机构性能的拓展与应用

首先通过对转向试验台转向阻力的加载方式进行分析,得到伺服电机加载方式将成为未来加载方式的趋势;然后对五通道转向试验台关键构件Bell机构的传递特性进行研究,拓展了Bell传递特性的使用范围,即在Bell机构构成条件中只要θ1=θ2,该机构的传递特性就成立;最后将Bell机构安装在试验台架上,利用研发的五通道转向试验台进行了空载力矩试验、功能性试验、力特性试验,试验数据均满足汽车行业标准要求,说明加载装置模拟的转向阻力可通过Bell机构对试验台进行加载。     

刮板输送机减速器试验台WDP加载装置动力学仿真

为给中小型减速器生产企业设计造价低、节能可动态加载的减速器试验台加载装置。在对机械封闭式刮板输送机减速器试验台设计和合理性分析的基础上,设计了"蜗轮控制双行星传动"加载装置。根据实际出厂检验的超载试验为仿真设置参数,对加载装置进行动力学仿真并确定性能关系。为中小型生产企业对于减速器出厂检验提供了一种新的试验台加载方式。     

滚动直线导轨副静刚度试验台设计

结合垂直载荷下导轨副静刚度理论分析和测试方法,设计了一种基于液压加载的滚动直线导轨副静刚度试验台。该试验台完成对导轨副静刚度性能指标测试。试验台的液压加载系统加载过程平稳,试验台整体结构刚度高。测量结果可靠,重复性高,为以后高刚度导轨副的设计制造提供试验依据。     

风电增速箱综合性能试验台传动系统扭振分析

为研究风电增速箱综合性能试验台扭转振动特性,采用集中参数法建立了风电增速箱试验台传动系统的扭转振动模型,通过求解轴系的扭转振动微分方程,得到了试验台轴系的扭振频率及对应振型,进而研究了扭转振动模式和行星轮振动模式下风电增速箱台架系统的振动特征。结果表明,额定转速下风电增速箱综合性能试验台不会出现轴系扭振故障。     

高速电主轴动态性能试验

设计了一款集成多种检测功能的高速电主轴试验样机,其内置的温度传感器可测量轴承和定子的温升,编码器可测量转速并实现闭环控制,电涡流传感器可测量转子的三维振动特性和热膨胀量,并可根据实际工况在线调节轴承预紧力。另外,搭建了一套通用性较强的高速电主轴动态性能综合测试系统,基于磁流变液剪切原理和高压水射流冲击原理分别解决了高速电主轴动态扭矩和径/轴向力加载难题,可全面地测量高速电主轴的温升特性、回转特性、输出特性、电磁特性和动态支承刚度,并通过试验验证了磁流变液动态扭矩加载系统、高压水射流径/轴向力加载系统、动态支承刚度测试系统、机械摩擦损耗测量方法和预紧力在线调节装置的有效性。     

汽轮发电机组轴系扭振模拟试验台研制

汽轮发电机组轴系主要承受扭转负荷,因为该轴系的长径比非常大,致使相对扭转刚度降低,从而使扭振固有频率下降,扭转振动危险增高。针对扭转振动的特点研制了扭振模拟试验台,可以模拟发电机组轴系的各种短路、甩负荷、开路运行等工况。试验台由伺服驱动系统、轴系工作台、数据采集系统和载荷发生系统四个部分。试验台的最高转速为8000r/min,载荷发生器可产生周期和冲击激励,传感器采用电涡流位移传感器,采集的数据由计算机软件进行分析处理。     

抽蓄机组轴系油膜试验台测控系统的研发

为解决无法在原型抽蓄机组上开展大量加载试验的问题,以某抽蓄机组为原型,采用相似原则,研发出一种抽蓄机组轴系油膜试验台,并设计相应的测控系统。该试验台测控系统硬件部分由主控计算机、三菱FX2NPLC下位机、多个微型温度、压力传感器及变频器、电液比例阀等执行机构组成,软件部分由力控Forcecontrol 7.0组态编制的主控软件和由GX Works编制的PLC程序组成。该试验台可用于研究不同加载工况下轴瓦与镜板间油膜压力、温度变化规律,从而探讨轴系在不同工况下的振动机制和油膜的形成、泯灭机制等。     

风机叶片试验台疲劳加载振动干涉研究

风机叶片试验台两侧安装叶片,在进行疲劳试验时,一边叶片振动时会对另一边叶片的振动产生干涉,可能会影响试验效果。对此,研究了模态分析和谐响应分析的基本理论,建立试验台模型和研究用叶片模型,分析了两种叶片和基座的模态,以及各种叶片振动搭配下稳态响应。结果表明,合理地分配两边叶片可以避免叶片的频率干涉;改进筒体的结构可以提高试验台的刚度,降低疲劳加载的频率干涉影响。     

基于球轴承动刚度的轴系动态特性分析与优化

轴系动态特性受轴承刚度影响,而轴承刚度随轴系转速呈强非线性。因而研究轴系动态特性首先需要确定轴承刚度。首先使用球轴承受力分析的拟静力学模型,计算球轴承不同转速下的刚度,计算轴承刚度时,考虑了轴承内圈由于离心惯性力造成的变形的影响,使刚度计算值精确化;进而使用梁单元对轴系进行离散建立轴系的有限元模型,并求解了轴系的临界转速;并以临界转速为优化目标、对轴承跨距及轴内径进行了优化,提升了轴系的动态性能。文中研究内容以Matlab为基础进行编程实现。