消除滚动轴承非线性振动的理论与方法

根据对转子最大振幅和轴承最大动压力的计算，并着重分析了支承分析了支承硬度和非线性指数对滚动轴承非线性振动的影响，同时，还研究了滚动轴承支承的特性，由此得出采用弹性支承能消除滚动承非线性振动的结论。     

滚动轴承非线性振动特性探讨

主要研究了滚动轴承支承转子系统的非线性振动及相关的轴承破坏问题。采用滚动轴承的非线性刚度表达式，建立了滚动轴承支承刚性转子系统的力学模型和数学模型；通过对数学模型的求解，得出了系统振动的反应曲线和骨干曲线；揭示了滚动轴承的非线性振动是其高速运转时破坏的原因之一，并从理论上解释了球轴承和滚子轴承的动力特性差异。附图４幅，参考文献３篇。     

滚动轴承的非线性振动和损坏机理

研究了非线性滚动轴承支承转子系统的非线性振动问题以及相关的轴承损坏机理。采用滚动轴承的非线性刚度表达式，建立了滚动轴承支承刚性转子系统的力学模型和数学模型，通过时数学模型的求解，得到了系统振动的反应曲线和骨干曲线，从而揭示了滚动轴承高速运转时损坏的一种机理，并且从理论上解释了球轴承和滚子轴承的动力性能差异。     

鼠笼式弹性支承-圆柱滚子轴承-转子系统振动分析

考虑圆柱滚子轴承非线性接触力、保持架能量、鼠笼刚度、转子不平衡以及它们之间的力学耦合关系,基于拉格朗日方程建立鼠笼式弹性支承-圆柱滚子轴承-单转子系统动力学分析模型,结合龙格库塔数值积分方法,并对该模型动力学仿真分析,分析了不同转速区域鼠笼式弹性支承-滚动轴承-转子系统振动响应的分岔特性,结果表明:两支点的鼠笼式弹性支...     

发动机转子-滚动轴承系统的振动性能研究

针对发动机转子 滚动轴承系统建立了有限元模型,将弹性轴段、刚性圆盘和弹性支承的动力方程集结后得到系统振动方程,分析计算了支承刚度对系统固有频率的影响。将转子不平衡惯性力和轴承支反力作为激励,求解了系统的稳定响应,得出了合理设计支承刚度和阻尼,可以改善转子系统的振动特性的结论。通过转子系统模拟实验,对该结论进行了验证。     

纺织机械变质量转子的振动机理分析

研究了纺织机械变质量转子系统的振动问题．首先建立了弹性支承变质量转子系统的力学模型和运动微分方程；然后，采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法求解了多种参数下的自由振动和强迫振动．分析结果表明：变质量转子的自田振动是由转子质量大小变化引起的；强迫振动是由转子质量分布变化引起的；自由振动振幅随时间作单调变化；强迫振动振幅随时间作周期变化；弹性支承的弹性阻尼作用可以有效地抑制上述振动。     

弹性支承下三瓣波滚道圆柱滚子轴承振动特性研究

基于滚动轴承动力学理论,建立了弹性支承下三瓣波滚道圆柱滚子轴承动力学微分方程组,采用预估-校正变步长积分算法对其进行求解,研究了弹性支承件的结构参数和轴承工况参数对三瓣波滚道圆柱滚子轴承径向振动的影响。结果表明:弹性支承件的沟槽数、梁厚及过渡角对该轴承径向振动的影响较为显著,而沟槽间隙对其径向振动的影响较小;在一定的载荷和转速范围内,弹性支承件可有效降低轴承的径向振动,选用沟槽数较少的弹性支承件可实现在较大转速和载荷范围内降低该轴承振动的目的;在定冲击载荷范围内,弹性支承能有效降低轴承振动。     

滚动轴承支承下的不平衡转子系统非线性动力响应分析

建立了滚动轴承支承下的转子系统非线性动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC（varying compliance）振动,在转子系统中考虑了由于转子质量偏心而产生的不平衡力。运用数值积分方法获取了系统的非线性动力响应,分析了转子旋转速度、滚动轴承间隙对系统动力响应的影响,并运用分叉图、相平面图、频谱图及Poincaré映射进行了系统分叉与混沌特征分析,发现了通往混沌的倍周期分叉、拟周期环面破裂和阵发性分叉途径。     

谐波齿轮传动柔性滚动辅承内部载荷分析

本文应用薄壁圆环变形理论和弹性接触理论,提出了一种计算谐波齿轮传动薄壁柔性滚动轴承内部载荷的计算方法,滚动体上载荷可通过题解一组非线性方程组求得。计算结果表明,柔性滚动轴承载荷分布和刚性支承的轴承有很大的不同。这种分析方法同样适用于其它柔性支承的滚动轴承。     

带弹性支承的角接触球轴承动态特性分析

针对航空发动机中的轴承支承模型,在有限元分析和轴承动力学的基础上,采用修正的Craig-Bampton固定界面模态综合法,建立了弹性支承结构与刚性的轴承外圈、轴承座之间的耦合连接,开发了带弹性支承的角接触球轴承动力学分析模型,分析并讨论了不同工况下,弹性支承体对轴承振动特性的影响。结果表明:与刚性支承相比,弹性支承能够降低系统固有频率下的振动幅值。轴承在轴向力作用下,力较小时,增大支承体的刚度能够降低振动幅值,力较大时,采用适当刚度的弹性支承有利于减小振动幅值;轴承在径向力作用下,存在一个合理的弹性支承刚度,使径向振动幅值达到最小。     

主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承过程中的非线性动力学

用有限元法建立了任意个由滚动轴承组成的固定间隙备用轴承-主动电磁轴承-多盘多质量转子系统在主动电磁轴承失效前后的动力学方程,以一个多盘转子系统为例分析了主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承过程中的瞬态非线性动力学特性,讨论了柔性备用轴承的支撑刚度、支撑阻尼和间隙对转子在坠落过程中动力特性的影响。结果表明采用具有较大阻尼柔性结构的备用轴承能够显著地改善转子坠落在备用轴承上的瞬态动力特性,抑制转子在坠落过程中可能出现具有较大振动和冲击力的全间隙区的涡动运动,减小转子坠落对备用轴承寿命和可靠性的影响。柔性结构备用轴承的支撑阻尼越大,支撑刚度越小,间隙越大,转子坠落后出现全间隙区涡动运动的可能性越小。     

动车组转向架轴承局部损伤振动特性分析

针对动车组转向架轴承,根据轴承故障产生机理建立了轴承故障动力学工程模型。模型充分考虑了车轴弯曲刚度、轴承间隙及滚动体和滚道间的非线性接触力等因素,并包含内圈、外圈以及滚动体故障轴承动力学模型,使用龙格库塔数值积分方法进行了动力学仿真分析。针对实际轴承搭建实验台,对不同故障类型及不同程度故障进行了实际测试。仿真分析与实验结果吻合度较高,最大误差不超过5%,证明了该动力学模型的有效性。     

Effect of fluid film wave bearings on attenuation of gear mesh noise and vibration

The attenuation of the gear mesh noise/vibration by fluid film wave bearings relative to rolling element bearings was experimentally investigated. Tests were performed on a gearbox that can accommodate both rolling element bearings and wave bearings. It was found that at specific speeds and torques, the wave bearings could significantly reduce the noise/vibration compared to rolling element bearings. Because the gear noise is accompanied by noise from other sources, a method was developed to extract from the original signal only the mesh harmonic components.The wave bearing dynamic coefficients were also predicted. It was found that adjusting the wave bearing parameters could considerably increase the capacity of the wave bearings to attenuate the gear mesh noise and vibration.     

Vibration response of rigid rotor in unloaded rolling element bearing

Rolling element bearings appear in nearly 90% of all rotating machinery. Their dynamic performance is often the limiting factor in the performance of the machines that use them. The specific construction of a bearing has a decisive influence on its dynamic behaviour. The paper defines a new vibration model of a rigid rotor supported by rolling element bearings. By application of the defined model, the parametric analysis of the influence of internal radial clearance value and number of rolling elements influence on rigid rotor vibrations in unloaded rolling element bearing was performed. The defined vibration model and parametric analysis were verified experimentally. The results of experimental analysis are also presented in this paper.     

基于形态分量分析和包络谱的轴承故障诊断

滚动轴承出现局部损伤时,其振动信号往往由包含轴承自身振动的谐振分量、包含轴承故障信息的冲击分量及随机噪声分量构成。提出了基于形态分量分析和包络谱的滚动轴承故障诊断方法。该方法根据轴承振动信号中各组成成分的形态差异,利用改进的形态分量分析对滚动轴承故障振动信号中的谐振分量、冲击分量和噪声分量进行分离,然后对冲击分量进行Hilbert包络解调分析,根据包络谱诊断滚动轴承故障。算法仿真和应用实例表明,该方法能有效提取滚动轴承故障特征。     

滚动轴承内部温度状态监测技术

在摩擦学和传热学理论的基础上,建立了滚动轴承温度场数值仿真模型,对轴承内部温度的分布进行了研究,获得了环境温度、工作载荷和润滑脂容积比变化时轴承温度的修正公式。并以轴承的振动和润滑脂温度为监测参数,建立了轴承状态监测系统。运用温度分布规律对测点温度进行了修正,有效地消除了环境温度、工作载荷以及润滑脂容量变化对报警准确性的影响。     

滚动轴承刚柔多体接触动力学分析

以柔性多体动力学理论为基础,提出了以相对坐标描述刚柔多体接触滚动轴承的递推数值分析方法。以球轴承为例,研究了滚动轴承刚柔多体接触输出响应的动态特性。综合考虑滚动体与轴承内外圈滚道的时变接触刚度、柔性接触、摩擦、离心力等非线性因素,分析出转速、摩擦力和预紧力对滚动轴承的时变接触力和时变振动位移的影响。结果表明,以相对坐标描述刚柔多体接触滚动轴承的动力学模型,可以有效地解决滚动体与滚道间的时变接触振动响应和柔性接触等非线性接触动力学问题。     

滚动轴承振动与噪声的相关性解析

通过对滚动轴承振动与噪声关系的深入分析,阐明了轴承振动与噪声之间的本质相关性和主要差异性———控制轴承振动可以控制轴承噪声,但目前测量轴承振动的方法却不能完全反映轴承噪声,同时还介绍了轴承噪声寿命的估算方法,指出了轴承振动与噪声的主流技术发展方向。     

滚动轴承早期缺陷振动的简化模型

建立了滚动轴承早期缺陷振动的线性简化模型,依据该模型分析了滚动轴承早期缺陷引起振动的特性。理论分析和实际测量表明:滚动轴承早期缺陷激励出轴承的固有振动,产生了脉冲冲击波;非周期早期缺陷振动为正常振动信号叠加一个或几个离散脉冲冲击波,产生垃圾音,周期早期缺陷振动为正常振动信号叠加一串串周期脉冲冲击波,产生内圈伤音、外圈伤音或滚动体伤音;脉冲冲击波是滚动轴承早期缺陷引起的异常声的主要原因。     

Rolling element bearings absolute life prediction using modal analysis

In this paper, the authors introduce an experimental procedure for predicting the fatigue life of each individual rolling element bearing separately using vibration modal analysis. The experimental procedure was developed based on a statistical analysis. A statistical analysis was performed to find an empirical model that correlates the dynamic load capacity of rolling bearings to their dynamic characteristics (Natural frequencies and damping). These dynamic characteristics are obtained from the frequency response function of each individual bearing that results from vibration modal analysis. A modified formula to the already known Lundberg-Palmgren life formula is proposed for rolling element bearings. Given the modified formula, one can predict the fatigue life of each individual rolling element bearing based on its dynamic characteristics. The paper compares the results from the modified formula with those from Lundberg-Palmgren formula. The modified formula provides an accurate prediction for the fatigue life of each individual bearing based on its dynamic characteristics. The experimental validation of the modified formula is considered for future work. Therefore, it can be used in various applications of rolling element bearings in machinery systems.