1291 / 2023-03-20 11:50:34

滚动轴承表面局部缺陷的极径包络分析方法

滚动轴承是摩擦学基础件，在航空发动机转子系统中发挥着重要作用。面对着极端的工作条件，极易发生局部故障。主轴承发生故障时，轻则引起发动机振动增大、性能下降的问题，重则直接导致轴抱死进而引发空中停车等恶性事故。因此，针对滚动轴承局部故障建立相应故障模型，得到滚动轴承局部故障的振动特征，建立故障特征提取方法，对航空发动机的安全运行具有重要意义。本文通过建立考虑接触变形的滚动轴承局部故障动力学模型，并进行数值求解，得到了滚动轴承外环、内环和滚动体局部故障在复平面内的振动响应特征。并分析了损伤点与传感器相对位置、径向静载荷以及转子不平衡对振动信号调制特征的影响规律。基于此，提出了滚动轴承局部故障的诊断方法。针对滚动轴承局部故障冲击方向性强、调制特征复杂的特点，提出了利用两路振动加速度信号构造振动矢量信号的方法，并研究了不同类型故障下的振动矢量信号特征。针对这些特征，提出了极径包络分析算法，并利用仿真和实验数据进行验证。结果表明，根据本文建立的故障模型得出的滚动轴承局部故障振动特征与实验结果一致，能够反映真实条件下的故障特征。本文提出的极径包络分析方法，能够有效降低包络谱频带的复杂度，增强故障特征频率幅值，突出故障特征信息，具有实用意义与推广价值。