某型航空发动机轴承故障诊断与研究

来源 :2012年全国振动工程及应用学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhang55420
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本文通过对某型航空发动机试车时前机匣上水平方向和垂直方向振动信号的测量与理论分析,判别出轴承早期出现的故障形式及特征信号,以及推测出轴承故障的演变过程,为未来航空发动机台架试车的振动监测与故障诊断提供了科学依据.
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总结了滚动轴承的故障形式,介绍了包络分析的基本原理.应用包络分析方法分析了滚动轴承故障仿真信号和实验信号,根据特征频率识别了故障原因,验证了包络分析在滚动轴承故障诊断中的有效性.
引起航空发动机整机振动过大的因素有很多,发动机制造和装配质量不高就是其中一个重要的因素.本文提出利用蒙特卡罗方法进行装配参数和整机振动的敏感性分析,旨在研究装配参数对整机振动的影响.以某型航空发动机为研究对象,统计其主要装配参数,然后建立基于Matlab语言的蒙特卡罗模型.通过计算相关系数判断出两个特定位置的振动特性对各个装配参数的敏感程度.结果表明,在本文分析的各个装配参数中,2级涡轮转子轴向活
鉴于目前自适应随机共振算法通常通过确定最优系统参数的方式获得最佳输出,本文提出一种直接确定信号频率的新型随机共振自适应算法.该算法通过最高谱峰位置图得到所有可能的信号频率值,并计算重构残余信号方差来确定信号特征频率.同时该算法结合了传统二次采样随机共振算法,实现了大参数随机共振.仿真与轴承内圈故障试验都验证了该算法的可行性与工程实用价值.
为了准确描述确定径向载荷下滚动轴承内、外圈局部故障产生的振动信号,建立了多自由度随机解析模型.该模型考虑了轴承载荷分布、传递路径变化、冲击衰减、滚动体打滑、多自由度响应及阻尼变化等影响,具有更广泛的适用性.进一步采用该模型对Hilbert变换的解调原理进行了更为深入的阐述,对包络分析在滚动轴承故障诊断中广泛的应用有较好的理解.
针对波束形成法定位碰摩时声发射传播速度对定位结果的影响,利用板波理论进行声发射信号传播特性分析,提出了结合板波理论、小波包变换和波束形成法的碰摩定位方法;在旋转机械碰摩模拟实验台上进行碰摩实验,分别利用改进前后波束形成法进行碰摩定位,并对定位结果进行了分析,得出了基于板波理论和波束形成法可准确定位碰摩故障.
利用自制的膨胀加载系统,结合声发射检测技术,提取了不同涂层损伤的声发射信号.基于小波分解理论的信号处理方法,建立了表征不同损伤模式的声发射特征参量.结果表明:涂层正常摩擦与涂层损伤的能量信号有较大区别,涂层正常摩擦的能量信号主要集中在低频,而涂层损伤的能量信号主要集中在中、高频.另外,涂层界面缺陷与涂层内部缺陷的声发射信号也存在一定的差别.
采用液压径向膨胀加载装置,结合声发射检测技术,开发出一套针对缸套内壁涂层质量的检测系统及评价方法.基于声发射源定位技术原理,将双探头的线性定位原理与加载系统的匀速运动相结合实现曲面定位.解决了两个探头无法平面定位声发射源的缺点.结果表明,该系统能够对产生涂层缺陷的位置进行精确的识别与定位,检测速度快,装置轻便.
本文基于裂纹梁的动态响应提出了一种裂纹诊断方法,该方法通过动力学方程的差分分解提出了全局损伤系数和局部损伤系数的定义,在利用梁的动态响应计算出损伤系数后,根据损伤系数来进行裂纹诊断和定位,仿真结果证明,该方法对裂纹的诊断和定位具备较高的精度.