滑动轴承接触摩擦故障的状态监测

滑动轴承的代表性故障是轴承与轴颈的接触摩擦故障，在试验台上采用从正常润滑状态逐步向干摩擦状态过渡的方法模拟故障，并利用声发射信号对滑动轴承的工作状态进行监测。结果表明，声发射技术用于滑动轴承的在线状态监测具有很多优越性。     

基于电机电流信号的滑动轴承摩擦状态监测研究

为有效预防滑动轴承的磨损失效,对滑动轴承的摩擦状态监测进行了研究。介绍了通过对电机电流信号进行经验模态分解、谱峭度分析,从而对滑动轴承摩擦状态进行监测的具体方法。同时介绍了油膜压降法试验原理,进行了油膜压降法试验,对试验结果进行了分析,并进行了镜像表面观察。通过对比确认,基于电机电流信号分析得到的滑动轴承摩擦情况与通过油膜压降法试验得到的结果基本一致,验证了基于电机电流信号进行滑动轴承摩擦状态监测的有效性。     

干摩擦下含双侧间隙碰撞振动系统的动力学分析

建立干摩擦下含双侧塑性约束的双自由度碰撞振动系统的动力学模型。分析系统中存在的黏滑、滑动及碰撞等运动,分别给出其运动方程和衔接条件,并利用数值迭代方法求解和分析系统的复杂动力学行为,同时分析了干摩擦和传送带速度对系统动力学行为的影响。     

滑动轴承摩擦因数的实验研究

结合西南交通大学自主研发的ZHS20滑动轴承试验台,通过实验展开对滑动轴承摩擦因数f的研究,测定f-λ曲线和p-f-n曲线,探讨摩擦因数f和特性参数λ的关系,并且与福格波尔(Vogelphol)关于摩擦因数f的研究成果进行比较分析;进一步研究了不同压强p下和不同转速n耦合时,对f曲线的影响,对研究多参数影响下轴承摩擦因数的变化规律具有实际指导意义。     

切向和法向摩擦振动向量合成方法

为了实现切向和法向摩振动的融合,提出应用向量理论对切向和法向摩擦振动进行合成的方法,通过摩擦副磨合磨损试验分析合成摩擦振动的变化规律。结果表明:合成摩擦振动在摩擦副磨合过程中经历了由大到小并趋于平稳的变化过程;摩擦副磨合开始时,合成摩擦振动的幅值较大,随着磨合过程的进行,合成摩擦振动的幅值逐渐减小;摩擦副达到磨合后,合成摩擦振动的幅值处于平稳波动;提出的向量合成方法可实现切向和法向摩擦振动的融合,合成的摩擦振动能够反映摩擦副磨合磨损状态的变化。     

贫油润滑状态下滑动轴承润滑静特性研究

对充分润滑和贫油润滑状态下滑动轴承油膜分布规律进行理论分析,建立贫油润滑状态下油膜分布模型。通过Elrod算法,基于质量守恒边界条件,采用有限差分法求解模型,研究恒定负载下、不同供油流量对滑动轴承油膜分布和轴颈静平衡位置的影响,并在贫油润滑状态下,研究负载变化对滑动轴承油膜静特性的影响。结果表明:在贫油润滑状态下,随着供油流量的减小,轴颈偏心率增加,油膜起始角度增加,油膜终止角度减小,完整油膜覆盖区域缩小,油膜厚度变薄;当供油流量不变时,增加负载会加剧贫油润滑现象。     

转子径向摩擦故障振动的非线性特征的研究

本文从“正向”和“逆向”两方面对转子径向摩擦故障的非线性特征进行了分析，首先从机理上对径向摩擦进行了力学描述，分析了其非线性振动的原因，并基于振动波形分析，阐述了其频域特征；然后利用时间序列分析方法讨论了摩擦序列的非线性特性，并用基于条件期望估价的模型结构辨识方法，给出了摩擦故障的最佳时序模型。     

基于变分模态分解与双谱估计的滑动轴承摩擦状态评估

针对滑动轴承工作中常见的摩擦失效问题,提出一种基于变分模态分解与双谱估计的电机电流特征分析方法,用于对滑动轴承的摩擦状态进行评估。应用这一方法,采集电机定子电流信号,对变分模态分解后的中高频信号进行重构,实现基频等无用信号的分离,提取摩擦特征量。摩擦特征多表现为非线性特征,双谱估计对非线性特征非常敏感,因此对重构后的中高频信号进行双谱估计。建立滑动轴承试验装置,通过试验表明随着摩擦的延续,双谱估计三维图发生明显变化,由此验证基于变分模态分解与双谱估计对滑动轴承摩擦状态进行评估的有效性。     

基于Abaqus的干气密封摩擦振动瞬时动态分析

为探讨干气密封环启停阶段干摩擦引起的摩擦振动对密封寿命的影响,建立双端面干气密封简化模型并进行结构网格划分,利用有限元软件Abaqus对低速下干气密封系统进行摩擦振动瞬态分析,探讨槽及槽深、静环材料及摩擦因数、不同槽形对摩擦振动的影响。结果表明:干气密封动环槽深对摩擦振动的影响不大;同一密封压力下,动环带有槽的摩擦副振动幅度要明显大于无槽情况;"硬对硬"材料的密封环配对优于"软硬"配对;相同工况下,T型槽动环的摩擦副较经典螺旋槽摩擦副表现出更好的摩擦性能。     

动压滑动轴承润滑状态与磨损分析

运用物理分析与理论计算的方法对动压滑动轴承的不同润滑状态进行分析,说明轴承在不同润滑状态下运行时的磨损情况及其对轴承运行性能的影响。文中结合具体实例进行计算并对引起轴承损伤的原因进行分析,说明轴承所处的润滑状态对其磨损和寿命有着直接的关系。     

轴向摩擦双盘转子的振动分析

为研究轴向摩擦对转子运动的影响,利用弯曲变形和微小角位移矢量合成理论,推导出圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式.根据力矩相等原则,将轴向碰撞力转化为作用于盘心的横向力.建立简支单跨双盘转、静子轴向碰摩的弯扭耦合振动方程,并数值模拟分析弯曲共振时,不同的转、静子轴向间隙对转子运动的影响.结果表明,随着间隙改变,转子横向和扭转运动特征都会发生相应变化,且扭转运动更能反映轴向摩擦的程度.     

基于SOM神经网络的摩擦状态识别研究

为提取摩擦振动的特征和实现摩擦副摩擦状态的识别,在往复摩擦磨损试验机进行摩擦副混合摩擦和干摩擦状态的摩擦磨损试验。应用谱减法对试验采集的摩擦振动信号进行降噪,计算降噪后的摩擦振动15个特征参数。应用自组织映射(Self-organizing map, SOM)神经网络对摩擦副不同摩擦状态的摩擦振动特征参数进行分析,得到摩擦振动的SOM神经网络神经元分类。研究结果表明,谱减法能消除摩擦磨损试验机的背景噪声,SOM神经网络算法能够有效分析摩擦振动信号的特征,实现摩擦副摩擦状态的识别。     

机械密封端面摩擦机制与摩擦状态

机械密封端面摩擦状态是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素.从微观角度探讨了机械密封端面摩擦机制,分析了机械密封端面分别处于干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦状态时的工作特性,介绍了机械密封端面摩擦状态的判断方法,分析了端面摩擦状态对机械密封性能的影响.对于普通机械密封,端面的最佳摩擦状态应该是混合摩擦状态,如密封性能要求较高,则应该是边界摩擦状态.     

不同截割状态下采煤机振动特性研究

采煤机进行记忆截割的条件是判断煤岩界面,通过在截割电机外壳布置振动传感器,采集采煤机不同状态下的振动信号,可以分析判断采煤机的截割状态。首先从强度、坚硬性等方面分析了煤岩截割特性,在分析截割头结构的基础上分析了振动来源,设计了相关信号采集电路,并从时域方面分析了试验结果。     

基于多重分形的摩擦振动信号研究

为提取摩擦振动的特征信号和实现摩擦振动特征信号的表征,在摩擦磨损试验机上进行船用柴油机缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损模拟试验,应用总体经验模式分解对缸套-活塞环摩擦副的非线性、非平稳的摩擦振动信号进行降噪,并应用多重分形对摩擦振动信号进行分析,得到多重分形谱图及其参数。研究结果表明,随着摩擦磨损试验的进行,缸套-活塞环摩擦副摩擦振动信号振幅分布多重分形谱和频率分布多重分形谱呈现一定的变化规律;多重分形谱图及其参数能够实现摩擦振动信号特征的表征,可以用于摩擦副摩擦振动状态的识别。     

横向振动状态下水润滑轴承摩擦动力学特性

低速重载等极端工况下摩擦诱导异常振动会极大地影响舰船推进轴系中水润滑轴承的稳定运转。针对水润滑轴承开展考虑横向振动的摩擦动力学性能研究,建立受横向振动效应影响的水润滑轴承混合润滑和流体动压润滑模型,分析2种状态下轴承的振动特性;通过将轴颈平衡位置下的坐标代入轴承横向振动模型中,得到轴颈的扰动量,研究不同激励幅值对轴承摩擦力的影响规律,探明弹性变形条件下水润滑轴承的摩擦诱导振动机制。结果表明：当轴承出现接触,横向振动对轴承的摩擦力影响较显著,将导致轴承摩擦力呈现非线性变化。研究结果为评估横向振动对摩擦力的影响程度、揭示轴承摩擦振动机制提供支撑。     

PTFE基三层滑动轴承材料与不同材料配副时的摩擦学特性

PTFE基三层滑动轴承复合材料与不同材料组成的摩擦副有着不同的摩擦学特性,研究这些摩擦副的摩擦学特性,对于优化摩擦副配副材料具有重要的实用价值。研究PTFE基三层复合材料与钢铁材料、有色金属以及聚合物材料进行配副时的摩擦磨损性能,通过扫描电镜观察磨损表面的微观形貌,分析不同摩擦副的摩擦磨损机制,并给出摩擦副配副的优选结果。结果表明:PTFE基三层滑动轴承材料与钢铁材料以及聚合物材料配副时,其磨损机制为剥层磨损,摩擦学性能较好;而与有色金属配副时,其磨损机制为黏着磨损,摩擦学性能较差。     

基于ISFD的滑动轴承转子系统不平衡振动抑制研究

由于高转速和大功率的需要,现有很多转子设备往往是基于滑动轴承设计的,因而由不平衡故障引起的振动成为影响这些设备安全运行的关键因素。为了探究整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)对滑动轴承转子系统因不平衡故障产生振动的抑制效果,对安装有ISFD阻尼支承后的转子系统的不平衡振动响应进行了研究。首先,以实验室现有的转子试验台为基础,设计了安装有滑动轴承的ISFD阻尼支承结构,对ISFD的减振机理进行了介绍;然后,运用有限元方法,研究了ISFD弹性体的径向刚度特性;最后,搭建了单跨对称转子试验台,采用试验的方式,研究了该ISFD阻尼支承结构对转子不平衡振动的抑制效果。研究结果表明：在较宽的载荷范围内,ISFD弹性体的位移值与静载荷呈线性关系,具有优良的线性刚度特性;ISFD具有优良的阻尼特性,可以较好地抑制不同转速工况下滑动轴承转子系统的不平衡振动,在1 800 r/min的工况下,转子在x和y方向的振动降幅分别为38.4%和49.4%;ISFD阻尼支承可以有效抑制滑动轴承转子系统不平衡故障导致的工频振动,在1 600 r/min的工况下,转子在x和y方向的工频振动降幅分别为19.5%和29.4%,...     

裂纹转子系统虚拟状态监测

裂纹转子系统的状态监测一直倍受关注。但由于裂纹转子自身较强的非线性特征,早期裂纹故障的监测与诊断很难在工程实际中实现。本文针对单盘横向裂纹Jeffcott转子系统,以虚拟仪器技术构建了状态监测框架,借助谐波小波变换方法,实现对系统虚拟监测的响应分析。结果表明,借助虚拟仪器可以很简单直接地实现裂纹转子系统的状态监测,其谐波小波分析结果能清晰地解释裂纹故障对系统的影响。