利用应变信号对球式回转支承进行故障诊断的方法研究

摘要

该文以双排异径球式回转支承为例,对球式回转支承在承受轴向载荷和倾翻力矩时的滚动体轴向正压力大小、分布及由高强度螺栓与主机连接的滚圈接触面的接触力进行了详细的理论推导和实际计算,说明在双排球式回转支承的结构静力分析过程中,可以将滚圈安装接触面的接触力简化为铅垂方向的均布载荷.在此基础上,该文运用有限元分析软件(紫瑞CAE),模拟分析了023.30.1120型双排异径球式回转支承滚道或滚动体在九处不同部位发生故障(滚动体与滚道脱离接触)时外圈的应力分布,并着重分析了外圈浅层表面节点的应力变化规律,发现故障通过主要负荷区域滚道时(滚道局部瞬时卸载),其对应的外圈浅层表面附近节点压应力会产生较大幅度的增加和减少.由此,该文提出可以通过检测外圈浅层表面的应力变化,监测球式回转支承的运行状态,诊断其早期故障,指导设备管理和维修.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题综述

1.2设备状态监测和故障诊断概述

1.3回转支承状态监测和故障诊断开展情况

1.4论文的主要研究工作和内容安排

第2章滚动轴承式回转支承及其故障与分析

2.1常规滚动轴承故障及其诊断方法

2.2滚动轴承式回转支承装置的特点和结构型式

2.3回转支承的故障模式与故障机理

2.4回转支承状态监测和故障诊断的新要求

2.5本章小结

第3章双排异径球式回转支承滚圈的受力分析

3.1结构尺寸和计算载荷

3.2滚动体轴向正压力的计算

3.3外圈连接面接触压力的计算

3.4本章小结

第4章双排异径球式回转支承外圈的应力分析

4.1弹性理论的结构有限元分析方法及其解题过程

4.2回转支承结构有限元分析的软件环境

4.3外圈故障模型的应力有限元分析

4.4节点应力变化的分析

4.5本章小结

第5章回转支承应变信号的检测

5.1实验对象分析

5.2实验设备与软件

5.3应变检测方案和过程

5.4本章小结

第6章应变信号分析及故障诊断结论

6.1应变信号的时基波形分析

6.2信号的时频分析新方法——小波变换

6.3运用小波变换处理回转支承应变信号的方法

6.4应变信号的小波变换及回转支承的故障分析

6.5本章小结

第7章全文总结与展望

7.1对课题研究工作的总结

7.2研究工作的不足与展望

致谢

参考文献

附录

附录Ⅰ球式回转支承计算系数表(摘录)

附录Ⅱ试验台回转支承的应变——时间历程

附录Ⅲ试验台回转支承振动波形及其Fourier变换

附录Ⅳ攻读硕士学位期间发表的论文