支承松动故障转子系统共振区动态特性分析.pdf

第2 4 卷第8 期 东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol 24 ,No . 8 2 0 0 3 年 8 月 Journal of Nort heastern U niver sity (N at ural Science) Aug . 2 0 0 3 文章编号 : (2003) 支承松动故障转子系统 共振区动态特性分析 姚红良, 刘长利 , 张晓伟 , 闻邦椿 ( 东北大学 机械工程与自动化学院 , 辽宁 沈阳　110004) 摘 　　　要 : 根据工程实际 ,建立了松动故障转子系统的非线性动力学模型 ,利用 KBM 法对模型 进行分析 ,得到故障转子在共振区的动力学行为特征如共振区提前且持续区间较长 ,二倍频 、三倍 频等高次谐波明显以及故障转子系统具有“软式”非线性特性等 ;分析了支承刚度 、转轴刚度等系 统参数对松动故障转子系统非线性特性的影响 与已有文献的实验结果比较 ,结论与实验结果比 · 较吻合 结果可为该类故障转子系统的监测和故障诊断提供参考 · · 关 　键 　词 : 支承松动 ; KBM 法 ;高次谐波 ;共振 ;故障诊断 ;跳跃现象 中图分类号 : T K 267 　　　文献标识码 : A 支承对转子系统的动态特性影响很大 , 国内 1. 1 　系统简化模型 外很多学者对转子系统的支承进行了研究[ 1～4 ] · 对单盘转子系统 , 当一端轴承支座发生松动 由于旋转机械的长期振动 ,连接轴承座与基础之 时 ,可简化为图 1 所示系统 其中 , m 1 为转子在 · 间的螺栓会产生松动 ,造成旋转机械支承松动故 圆盘中心的等效集中质量; m 2 为转子松动端等 障 松动故障还会引起其他的各种故障 ,如碰摩 效集中质量与松动轴承座的质量之和; O 1 , O2 分 · [5 ] δ 等 ,从而对旋转机械造成很大破坏 ,文献[ 6 ] 对 别为圆盘中心和松动端轴颈中心; 为松动间隙; 具有支座松动故障转子系统的稳定性进行了分析 k 1 , c1 为转子轴的等效刚度 、阻尼; 设转子松动端 研究 文献[7 ]用多尺度法分析了带有支承松动的 集中质量与支承之间在 y 方向的等效刚度系数 · 转子 - 轴承自治系统的振动特性 ,揭示了稳态响 kb , 记 O 1 , O2 在 y 方向的位移分别为 y 1 , y 2 · 应中如何判断分岔点的出现 文献[ 8 ,9 ]用传递矩 · 阵法和谐波平衡法分析了支承在线性和非线性轴 承上的转子系统 文献[ 10 ] 用数值解法分析了一 · 端松动的转子系统的动态响应 以上文献都假定 · 在故障系统中轴承座与基础完全脱离 ,本文针对 工程实际 ,提出一种新的松动故障转子模型 ,并采 图 1 　支座松动转子轴承系统模型 用 KBM 法对其进行研究 · Fig . 1 　Dynamic s model of rotorbe aring sy st em with