【摘 要】
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中介轴承是航空发动机转子系统的关键部件,其工作环境恶劣、动载荷大、润滑条件差、极易发生故障,一旦发生故障将会影响发动机的正常工作。本文进一步揭示中介轴承故障机理,获取中介轴承故障特征参数的变化规律。这为航空发动机中介轴承故障的监测与诊断方法研究奠定基础。针对中介轴承故障理论尚不完善,特别是对中介轴承复合故障机理认识不清,本文首先基于非线性Hertz接触理论,采用时变位移激励函数对中介轴承的故障进行
【基金项目】
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国家自然科学基金“中介轴承局部缺陷故障机理及复杂路径下特征提取方法研究”编号为（11702177）；
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中介轴承是航空发动机转子系统的关键部件,其工作环境恶劣、动载荷大、润滑条件差、极易发生故障,一旦发生故障将会影响发动机的正常工作。本文进一步揭示中介轴承故障机理,获取中介轴承故障特征参数的变化规律。这为航空发动机中介轴承故障的监测与诊断方法研究奠定基础。针对中介轴承故障理论尚不完善,特别是对中介轴承复合故障机理认识不清,本文首先基于非线性Hertz接触理论,采用时变位移激励函数对中介轴承的故障进行描述,建立中介轴承单点故障动力学模型。其次在单点故障模型的基础之上,进一步推导复合故障的时变位移激励,建立了复合故障4自由度的动力学模型。最后根据中介轴承的实际工作状态,搭建中介轴承故障实验台。对中介轴承的故障进行试验模拟,通过对比试验数据与动力学数值仿真结果发现,故障特征频率仿真结果与实验结果误差小于1%,验证动力学模型的有效性。并基于复合故障模型分析了缺陷宽度、径向载荷和转速比对典型故障特征参数的影响。研究表明:内、外圈复合故障的振动信号同时包含内圈和外圈故障信息。内圈复合故障和外圈复合故障的振动信号,在时域图中都出现脉冲叠加的现象。随着缺陷宽度、径向载荷和转速比的增大,峰值、有效值和峭度因子均呈增大趋势,但是峭度因子变化较为复杂,轴承存在故障时,峭度因子始终大于3,波形因子则对故障不敏感。峰值在缺陷宽度和转速比的变化中不如有效值稳定,所以相比之下更适用在冲击载荷的故障诊断中。
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