直升机自动倾斜器大轴承耐久性试验机研制

自动倾斜器轴承试验机可真实地模拟大轴承在直升机上的运转和承载状态,由转速控制系统、液压加载系统和数据采集系统等构成,实现了大轴承在不同飞行状态下转速和受载的自动切换,即扫谱功能。通过合理的硬件设计和软件开发,其自动化程度高,高度集成,界面友好,运行稳定,为自动倾斜器大轴承疲劳试验数据的准确性和可靠性提供了保证。     

自动倾斜器七种等效机构的动力学对比分析

自动倾斜器是直升机操纵系统及旋翼系统中最关键的部件,也是搭载自润滑关节轴承的重要部件,研究和分析自动倾斜器的刚柔耦合,对球铰轴承试验机的研制具有重要的意义。将ANSYS和ADAMS相结合分别建立七种机构构型的内外环嵌套动态式自动倾斜器的刚柔耦合模型,进而对它们进行动力学仿真分析。结果表明:在这七种等效机构中第六种构型(外环3-SPS+PRS、内环3-SPS+PRS+PS)在工作时运动平稳,振动幅度较弱,性能最佳,其刚柔耦合模型球铰轴承的Y方向位移、速度、加速度曲线的变换范围最小。     

基于局部Hilbert边际谱的自动倾斜器轴承故障诊断

针对直升机操纵系统重要承力部件自动倾斜器轴承健康监测与故障诊断的需求,研究相应健康监测技术及其故障诊断方法,从而为直升机结构健康监测状态评估与使用管理提供依据。经验模态分解方法作为一种自适应时频分析方法,非常适用于处理复杂非平稳信号,提出了一种基于局部Hilbert边际谱的直升机自动倾斜器轴承故障诊断方法。该方法首先将振动信号进行小波包分解;然后对重构降噪信号采用Hilbert变换进行包络分析得到包络信号;最后对包络信号进行EMD分解,选取有效IMF集计算局部Hilbert边际谱,提取故障特征。在此基础上,构建了某型直升机自动倾斜器故障诊断试验系统。研究表明,该诊断方法合理、可行。     

基于CATIA CAA的桨毂与自动倾斜器参数化骨架模型与运动分析

桨毂与自动倾斜器是直升机操纵系统中最关键的部分,由于结构和运动复杂,在设计阶段需要设计人员重复建模及分析,效率较低。根据桨毂与自动倾斜器的结构特点和运动原理,对其自由度进行分析,建立了桨毂与自动倾斜器参数化骨架模型,并基于CATIA CAA技术开发了参数化模型快速生成、仿真运动分析程序。通过实例模型分析关键部位轴承的运动规律,验证了此方法的可行性和快速性,为桨毂与自动倾斜器的快速设计打下了基础。     

基于VMD-SE和DE-ELM的直升机滚动轴承故障诊断方法

针对直升机自动倾斜器滚动轴承转速低、钢球多,故障特征频率难提取的问题,利用VMD-SE和DEELM对直升机滚动轴承进行故障诊断。首先,对振动信号进行变分模态分解,利用中心频率法选择模态数,通过样本熵提取模态分量的特征;其次,利用差分进化算法对ELM进行优化;最后,利用课题组测得的真实数据进行故障诊断试验。结果表明:相比ELM和BA-ELM方法,DE-ELM在隐含层节点数较少情况下对轴承故障识别率达到99%以上,验证了该方法用于直升机自动倾斜器滚动轴承故障诊断的有效性。     

动态式连接的少自由度混联机构的运动学分析

动态式连接混联机构源于直升机自动倾斜器等效机构,可广泛应用于直升机旋翼系统中球铰轴承疲劳试验机。提出内外环嵌套动态式连接的一种新混联机构,其特点是将直升机自动倾斜器原来的上下混联机构改为内外环嵌套混联机构,内外环之间采用球铰副连接,从而可以使机构体积减小,降低耗能,提高机构高速旋转时的稳定性。依据螺旋理论和等效自由度的方法,计算该混联机构的自由度。应用数值方法针对该机构进行位置正解分析。根据正解分析该机构的工作空间。所得结果可为球铰轴承疲劳试验机的研制提供参考依据。     

基于ANSYS和ADAMS的自动倾斜器柔性动平台动力学仿真分析

自动倾斜器柔性动平台是直升机旋翼系统中搭载自润滑关节轴承的重要部件,研究柔性动平台对分析自动倾斜器运行安全性有着重要意义。将ANSYS软件和ADAMS软件相结合建立自动倾斜器刚柔耦合模型,并对其进行动力学仿真。结果表明:所建柔性体模型比以往构建的刚性体模型更符合自动倾斜器运动状态,柔性系统仿真结果能更真实、准确地反映动平台的运动特性。     

内(RPS+3SPS)外(PRS+3SPS)嵌套机构运动学分析

工业自动化水平的不断提高,对混联机构的机型要求也越来越高。文中提出一种新的混联机构机型,该机型采用内外环嵌套、中间由滚珠轴承连接,内、外环分别由RPS+3-SPS和PRS+3-SPS并联机构嵌套构成。机构源于直升机自动倾斜器等价机构,可用于直升机球铰轴承疲劳试验机。文中应用螺旋理论对该混联机构的自由度进行了分析,并对该机构的位置反解及工作空间进行了研究,为机构的进一步研究和应用奠定了理论指导基础。     

自润滑向心关节轴承润滑层滑出问题改进

1存在问题 2ZU5／8KMF自润滑向心关节轴承是某型直升机自动倾斜器上的支承轴承，其自润滑层为DU材料，采用黏结剂粘贴在轴承外圈的内径表面，通过包压方式挤压在轴承内、外圈的工作表面之间，轴承工作时DU材料润滑层在内、外圈之间起到润滑作用，不需补充润滑剂。在实际工作中，由于轴承自润滑层的正常磨损，导致轴承游隙有所增大，在温度、载荷等条件突然变化的情况下，使自润滑层从粘贴表面上脱落，滑出外径端面。     

直升机自动倾斜器等效并联机构自由度分析

自动倾斜器是直升机旋翼系统及操纵系统中最关键的部件,对其结构进行分析研究,建立了自动倾斜器上、下操纵机构运动学等效并联机构数学模型—4-(R)RSS+(R)RRS+PS和3-SPS+RRS+PS。基于串并联机构理论,利用空间机构学和螺旋理论方法得出上、下操纵机构自由度,并采用螺旋理论验证了公式计算的正确性。同时应用Pro/E软件建立机构三维模型并用ADAMS软件进行仿真,分析了液压助力器速度、桨叶迎角和滚动轴承角加速度变化规律。结果验证了并联机构结构的正确性,为自动倾斜器自润滑关节轴承试验样机机构设计和尺寸确定奠定了基础。     

基于有限容积法的高速角接触球轴承温度场分析

在直升机主减速器系统中,轴承作为重要热源,对系统工作时的温度上升产生重要影响。其直接关系到直升机主减速器系统的工作性能。采用有限容积法,对直升机主减速器中所使用的高速角接触球轴承的稳态、瞬态温度场分别进行分析计算。获得其稳态温度分布场,总结出诸如转速、预紧载荷等因素对轴承温升的影响规律,为合理选择轴承参数,提高其工作可靠性提供理论依据。     

直升机自动倾斜器轴承试验技术研究

自动倾斜器轴承工况相对特殊,工作过程中轴承外圈旋转,主要承受轴向力和弯矩(倾覆力矩),使其试验难度增加。通过针对性的设计,使试验机具备外圈旋转、轴向力和弯矩的复合加载能力,满足了试验要求,并可实现计算机控制、载荷谱加载、试验过程监控和实时记录等功能。     

基于分形理论的多孔质气体止推轴承倾斜研究

多孔质节流器表面孔隙分布的不均匀性会导致多孔质气体轴承的倾斜。为寻找一种合适的方法来评价渗透率分布对多孔质轴承倾斜的影响,通过图像采集得到多孔质节流器表面孔隙的局部分形维数,然后利用局部分形维数的分布情况来评价渗透率的不均匀性,并提出分形维数分布向量来评估多孔质轴承的倾斜。通过实验测量多孔质轴承工作状态下的倾斜角度和方向。实验结果表明,该方法可以在不破坏多孔质节流器的情况下很好地预测多孔质轴承的倾斜:局部分形维数分布越集中则表明多孔质节流器的渗透率越均匀;根据分形维数分布向量的模可判断出轴承倾斜的角度大小,轴承倾斜的方向和分形维数分布向量的方向和达到了很好的吻合。     

计入润滑油粘压效应和表面形貌的倾斜轴颈轴承润滑分析

提出了轴颈倾斜情况下的轴承油膜厚度方程。采用平均Reynolds方程，分析了倾斜轴颈轴承的润滑性能。通过不考虑和考虑润滑油粘压效应的轴承润滑性能对比，验证了分析倾斜轴颈轴承润滑性能时计入润滑油粘压效应的重要性；通过光滑轴承与粗糙轴承润滑性能的对比，验证了分析倾斜轴颈轴承润滑性能时考虑表面粗糙度影响的必要性。计算了不同偏心率、轴颈倾斜角、表面粗糙度、表面方向参数下的轴承润滑性能，结果表明，表面粗糙度在最小油膜厚度较小时对倾斜轴颈轴承润滑性能产生影响，而表面方向参数在最小油膜厚度与综合粗糙度的比值较小时会对倾斜轴颈轴承润滑性能产生显著影响。     

多孔质气体静压径向轴承倾斜状态特性研究

为研究倾斜状态对多孔质气体静压轴承性能的影响,基于一维流动模型应用有限元方法对多孔质气体静压轴承进行数值分析,研究渗透率、初始偏心距、倾斜角度等重要因素对多孔质径向轴承承载能力和弯矩的影响。结果显示:轴承初始偏心距对轴承承载能力影响很大;在相同初始偏心距时,倾斜状态下的径向轴承承载能力随着轴承倾角的增大而增大;在相同倾斜角度时,径向轴承承载能力分别随着轴承初始偏心距和轴承渗透率的增大而增大,并且初始偏心距越大,渗透率对承载能力的影响越大。     

自动倾斜器不旋转环操纵机构等效并联机构尺寸优化分析

对直升机自动倾斜器不旋转环操纵机构的等效并联机构——1-RRS-3-SPS-1-PS机构进行机构位形分析,利用虚设机构法求出机构的影响系数矩阵,采用影响系数法和微分法分别求出机构的输入速度和输入加速度仿真曲线,验证了影响系数矩阵的正确性。同时利用速度、加速度和惯性力等全域性能指标,在同时考虑到机构杆件的尺寸、质量等因素情况下,分析1-RRS-3-SPS-1-PS机构的动力学性能,绘出上述指标的性能图谱,得到该杆件尺寸和动力学性能的关系变化趋势,同时也得到了所讨论的机构范围内性能较好的机构尺寸。利用Matlab软件对机构进行实体仿真,验证了速度、加速度和惯性力全域性能指标理论的正确性和可行性。     

基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法

针对加权平均方法计算得到动态阈值准确度不高的问题,利用正常数据概率密度和不同故障类型数据概率密度的特点,提出一种基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法。首先,采用奇异值分解对振动信号进行预处理,滤除噪声对动态阈值计算结果的影响;其次,采用故障频率能量特征提取方法,分别提取正常数据和内圈、外圈、滚珠故障数据的特征;最后,采用贝叶斯推理方法分别计算正常数据与内圈、外圈、滚珠故障数据的动态阈值。利用故障植入的方法获取数据,开展动态阈值计算试验,结果表明,方法能够正确找到正常数据和不同故障类型数据概率密度曲线的分界点,具有较高的正确率,较低的漏报率,方法提高了动态阈值的计算准确度。     

轴承包装机在设计中

我厂最近正在设计一种向心球轴承用自动包装机,用来包装外径62毫米的小轴承。其主要部件——自动包装器已经设计制造和试验,效果良好。包装机由进料、包装和出料三个主要部件组成。工作时只要开动气门,轴承即由料槽自动进入包装器,包装好的轴承被推到出料槽。换型号时只须更换三个套     

共轴式直升机双旋翼系统的多体动力学模型

建立了共轴式直升机双旋翼系统结构的多体动力学模型,该细节模型包括旋翼轴内轴与外轴、桨毂、双旋翼、操纵杆、自动倾斜器、驱动器和固定支架等所有关键部件,经过分析计算,得到了关键部件与旋翼系统结构运动耦合的的动力学特性.与台架运转振动测试的结果进行对比发现,误差基本都在5％以内,验证了这种基于多体动力学的分析方法在共轴式直升机复杂系统结构动力学设计中应用的可行性.     

轴内操纵自动倾斜器运动学仿真分析

针对一种应用于跷跷板式旋翼的轴内操纵构型自动倾斜器的结构设计问题,搭建了此类构型自动倾斜器的运动仿真平台,通过运动仿真分析该型自动倾斜器的运动学特征,并修正设计参数,具有完善轴内操纵构型自动倾斜器结构设计参数的应用价值。