机械工程学报

作者：李志农, 刘杰, 卢文秀, 褚福磊

单位：1. 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室 南昌 330063;2. 清华大学机械工程系 北京 100084

关键词：盘轴松动,非线性振动,Hertz接触,故障诊断,动力学特性；

基金：国家自然科学基金（51675258，51875301，51075372）、机械系统与振动国家重点实验室课题（MSV201914）和机械传动国家重点实验室开放基金（SKLMT-KFKT-201514）资助项目。

现有的松动故障动力学特性研究主要集中在非转动部件的配合松动上，而转动部件松动故障却忽略了。针对此不足，采用Hertz接触理论，建立了盘轴碰摩模型和盘轴松动转子系统的动力学模型，并进行了仿真研究。讨论了转轴转速、盘轴弹性模量、盘轴间隙、转轴阻尼、转盘阻尼、转动阻尼、转盘初始转速对转盘运动状态的影响以及转盘振动特性、盘轴位移差的变化和盘轴运动轨迹。结果表明：转轴转速、盘轴弹性模量、盘轴间隙、转轴阻尼、转盘阻尼、转动阻尼、转盘初始转速对转盘运动状态有明显的影响；在某些转速下，拍振现象会出现在转轴的波形中，其原因可能是由盘轴碰摩或者盘轴碰撞所导致，在频谱图中会出现二倍频、三倍频等高次谐波成分，随盘轴转速差的增大，高倍频的频率也会增多；当转盘转速趋于平稳时，盘轴位移差也会趋于平稳；锯齿现象会出现在转轴转盘运动轨迹中，盘轴摩擦力方向的改变会造成锯齿方向不确定，且转盘的锯齿现象表现更加明显。研究成果对盘轴松动故障的动力学特性研究具有重要的参考价值。

来源：2020年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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