滚动轴承非线性因素对转子系统振动特性的影响

滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析

ＺｈｎｑｎＺａｇＸｉｌｎ，ＣｈｎｎｈｉａｇＬｉｉ，ｈｎａｏｇｏａｇＹｉｇｕＡｂｔａｔＴｅｅｅｔｆａｉｌｎｅａｌａａｃ，ｓｒｃ：ｈｆｃｒｄａｔｒｌｅｒｎｅｗｈｃｏｎａｃｏ，ｎｔｅｓｉｎｓｆｌｎｅｒｎｓｉＣｎｏｉｎｃｉｈｉｎｎｌｅｒｆｔｒｏｆｅｓｒｌｇｂａｉｇＯ－ｓｉａｈｔｆｏｏｉｓｓｄｒｄ，ｄｔｅｍａｅｔａｄｌｆｈｔｒｙｔｍｐｏｔｄｂｌｎｅｒｇｓｂｉｈｄＴｅｂｆｒａｉｎｃａ－ｉｅｅａｔｍａｉｌｍｏｅｔｅｒｏｓｅｓｐｒｙｒｌｇｂａｉｓｓｔｌｅ．ｎｈｈｃｏｏｓｕｅｏｉｎｉｅａｓｈｉｃｔｈｕｏｒａｔｒｔｎｄｃａｓｂｈｖｏｏｔｅｒｔｒｙｔｍａｔｅｓｔａｉｎｏｄｆｒｎｉｔｒａｌａａｃｎｄｄｆｒｎｔｔｇｓｅｄｃｅｉｉｓｃａｈｏｅａｉｒｆｏｓｈｏｓｅｔｉｔｈｕｏｆｉｅｔｎｅｎｌｅｒｎｅａｅｃｉｅｅｔｏａｉｅｒｎｐｏｂａｉｇａｅｂｅｔｄｅ．ｙｍｅｎｆｔｄｎｅｎｎｌｅｙａｃｆｅｒｔｒｓｅｉｅｃｓｆａｈｉｔｍａｆｅｒｓｖｎｓｉｄＢａｓｓｙｉｇｔｏｎａｄｎｍｉｓｔｏｔｍｔａｅｏｅｃｅｌｎｈｅｕｏｕｈｉｒｏｈｏｓｙｎｈｎ

含故障滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析

含故障滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析含故障滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析摘要：滚动轴承在转子系统中起着重要的支撑和传动作用。

然而，由于操作条件不良或材料疲劳等原因，滚动轴承可能出现故障，导致转子系统的性能下降甚至发生严重事故。

本文通过对含故障滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析，探讨了故障对系统稳定性和振动响应的影响，并提出了相应的改进措施。

1. 引言滚动轴承是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。

在转子系统中，滚动轴承承担着支撑和传动的作用，对系统的性能和可靠性有着重要的影响。

然而，由于工作条件的变化和材料疲劳等原因，滚动轴承可能会出现故障，如疲劳裂纹、卡滞、磨损等，从而导致转子系统的性能下降。

2. 故障滚动轴承的动力学模型故障滚动轴承的动力学模型需要考虑轴承几何形状、材料特性和故障类型等因素。

在本文中，我们以单个滚动轴承为研究对象，将其建模为多自由度系统，考虑了转子和轴承的非线性特性。

3. 故障对转子系统稳定性的影响故障滚动轴承会引起转子系统的不稳定振动，影响系统的稳定性和可靠性。

通过分析系统的特征根和相平面图，可以得到故障滚动轴承的振动特性和稳定性边界。

4. 故障对转子系统振动响应的影响故障滚动轴承的存在将引起转子系统的非线性振动响应。

通过数值仿真和实验分析，可以研究故障滚动轴承对系统振动频谱、幅值和相位的影响。

5. 改进措施为了提高含故障滚动轴承-转子系统的稳定性和可靠性，可以采取以下改进措施：①改善润滑条件，减少摩擦和磨损；②使用可调节补偿机构，自动调整轴承间隙；③监测和检测系统的工作状态，及时发现和处理轴承故障。

6. 结论通过对含故障滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析，可以得到故障对系统稳定性和振动响应的影响规律。

在实际应用中，我们应该重视滚动轴承的工作状态和健康监测，及时采取合理的预防和维护措施，以确保系统的安全稳定运行。

7.综上所述，故障滚动轴承对转子系统的稳定性和振动响应产生重要影响。

机床主轴_滚动轴承系统非线性动力学分析

振　动　与　冲　击第27卷第9期JOURNAL OF V I B RATI O N AND SHOCKVol .27No .92008　机床主轴2滚动轴承系统非线性动力学分析基金项目:国家重点基础研究发展计划“973”项目(2005CB724101)和国家自然科学基金项目(10702040)资助收稿日期:2007-12-14　修改稿收到日期:2008-02-01第一作者张伟刚男,硕士生,1981年生张伟刚,　高尚晗,　龙新华,　孟　光(上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海　200240) 摘　要:通过对机床主轴2滚动轴承系统的研究,建立了一个基于Hertz 接触力模型的6自由度系统动力学微分方程,初步探讨在非平衡力作用下,具有负游隙的机床主轴-滚动轴承系统的非线性动态特性和稳定性。

结果表明,由于游隙和变刚度的影响,随控制参数频数比的变化,系统将出现失稳和复杂的非线性现象;通过对比正、负游隙下的系统响应,可得到负游隙有助于提高机床主轴-滚动轴承系统稳定性的结论,该结论与其他学者[10]实验所证明的轴承预紧有助于提高主轴-轴承系统的固有频率,进而提高系统稳定性的结论相吻合。

关键词:滚动轴承;非线性动力学;游隙;稳定性中图分类号:O322;TH133 文献标识码:A 现代制造业对高速、高精度的要求使得我们有必要对机床主轴-轴承系统的非线性动态特性进行深入的分析和研究。

而轴承滚子和轴承内、外圈之间的非线性接触力是机床主轴-轴承系统振动响应的主要非线性因素。

为此,众多研究者在该非线性接触力对主轴-轴承系统动态特性的影响方面展开了广泛的研究。

Ya ma mot o [1]通过研究滚动轴承游隙对Jeffcott 转子振动特性的影响,发现其振动幅度会随着轴承游隙的增加而降低;在此工作基础上,Ti w ari 等[2-5]研究了轴承游隙及变刚度对非平衡Jeffcott 转子非线性动态特性的影响;Sopanen 和M ikkola [6,7]对转子-轴承系统建立了一个6自由度的力学模型,通过对该系统动力学模型的研究,分析游隙对系统固有频率和振动响应的影响;在以上的研究中,转速皆假定为常数,L i ouli os和Ant oniadis [8]研究变转速对转子-轴承系统动态特性的影响,结果表明:即使转子转速发生很小的波动,也可能导致系统动态特性发生很大变化。

非线性转子-轴承系统动力学分叉及稳定性分析

非线性转子-轴承系统动力学分叉及稳定性分析
非线性转子-轴承系统动力学分叉及稳定性分析
应用精度高、速度快的非线性油膜力数据库方法及非线性动力系统的稳定性和分叉理论对转子-轴承系统进行了分析.数值计算得到了转子-轴承系统发生倍周期分叉时的分叉点及分叉图.揭示了不平衡转子-轴承系统从同步周期运动分叉发生一系列倍周期运动、最后导致混沌运动的过程.采用Floquet理论对转子-轴承系统周期运动的稳定性进行了分析,并给出了某些转速下的轴心轨迹和Poincare映射图.结果表明:系统在特定参数范围内存在1-T周期运动、2-T倍周期运动、K-T周期解及混沌运动;当系统发生倍周期分叉时至少有一个Floquet乘子经过点(-1,0)穿出单位圆.该分析方法为进一步对多自由度非线性转子-轴承系统的动力学特性进行研究打下了基础.
作者：陈照波焦映厚陈明夏松波黄文虎作者单位：陈照波,焦映厚,陈明(哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001) 夏松波(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨,150001)
黄文虎(哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江,哈尔滨,150001)
刊名：哈尔滨工业大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：2002 34(5) 分类号：O322 TH133 关键词：非线性动力学转子稳定性分叉。

转子—轴承系统非线性振动及分岔特性研究

转子—轴承系统非线性振动及分岔特性研究转子-轴承系统非线性振动及分岔特性研究摘要：转子-轴承系统是工业中非常常见且重要的机械系统之一。

在该系统中，转子通过轴承得到支撑并旋转，以实现机械设备的正常运转。

然而，由于传动链的非线性、摩擦、失衡等因素的存在，转子-轴承系统常常会出现非线性振动。

本文通过理论分析和数值模拟的方法研究了转子-轴承系统的非线性振动机理及其分岔特性。

一、引言转子-轴承系统广泛应用于工业生产中的各个领域，如船舶、飞机、机床等。

然而，由于系统自身的非线性特性，该系统常常会发生非线性振动，给机械设备的正常运行带来不利影响。

因此，研究转子-轴承系统的非线性振动特性对系统的安全运行和性能提升具有重要意义。

二、转子-轴承系统的非线性振动机理转子-轴承系统的非线性振动主要由以下因素引起：轴承的摩擦力、传动链的非线性特性、转子的失衡等。

其中，轴承的摩擦力是主要因素之一。

当转子在摩擦力的作用下旋转时，摩擦力会导致转子-轴承系统产生非线性振动。

同时，传动链的非线性特性也会对系统的振动特性产生显著影响。

另外，转子的失衡也是导致系统振动非线性的重要因素之一。

三、转子-轴承系统的数值模拟为了研究转子-轴承系统的非线性振动特性，本文利用数值模拟的方法对系统进行仿真分析。

首先，建立了转子-轴承系统的数学模型，并将其转化为一组非线性常微分方程。

然后，利用数值求解方法求解该方程组，得到系统的时间-位移响应曲线和频谱图。

通过对比不同参数条件下的模拟结果，研究了转子-轴承系统的非线性振动特性及其分岔现象。

四、转子-轴承系统的非线性振动分岔特性研究表明，转子-轴承系统在一定条件下会产生分岔现象。

分岔是指系统的振动模态在某些特定参数下发生突变的现象。

在转子-轴承系统中，通过改变参数，如失衡量、摩擦力大小等，我们发现系统的振动模态会发生突变，从而产生新的振动模态。

这一现象说明了转子-轴承系统具有丰富的非线性振动特性和动力学行为。

滚动轴承-转子系统非线性动力响应分析

滚动轴承-转子系统非线性动力响应分析陶海亮;潘波;高庆;郭宝亭;谭春青【摘要】采用有限元法建立了含转子不平衡-碰摩耦合故障的滚动轴承-转子系统的连续模型,考虑了转子的剪切效应、回转效应、转子几何参数等影响因素,对滚动轴承模型考虑了非线性赫兹接触及由滚动轴承支承刚度变化而产生的VC(Varying Compliance)振动.运用Newmark-β法获得了连续转子的系统响应,利用时域波形、分岔图、Poincare映射图和频谱图分析了该转子系统的非线性动力学行为.结果表明:由于不同参数的影响,转子碰摩系统具有丰富的非线性现象.本模型考虑了更多的影响因素,可为复杂转子的非线性设计、故障诊断提供更为准确合理的理论参考.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2013(026)001【总页数】6页(P15-20)【关键词】转子;滚动轴承;连续模型;非线性;分岔【作者】陶海亮;潘波;高庆;郭宝亭;谭春青【作者单位】中国科学院工程热物理研究所,北京100190;中国科学院轻型动力重点实验室,北京100190【正文语种】中文【中图分类】O322随着对旋转机械高转速、高效率的要求，转子与静子的间隙越来越小，使得转静碰摩成为转子动力学重要的研究方向［1］。

根据转子系统所采用的支承方式，转子-轴承非线性动力分析主要在以下两个方面进行:一方面，以滑动轴承为支承考虑非线性油膜力作用下转子各种故障的机理性分析;另一方面，以滚动轴承为支承考虑碰摩、偏心、不对中、基础松动、裂纹等相关故障的研究。

目前，滑动轴承-转子的动力特性已经有了比较深入的研究。

褚福磊等［2］用数值分析研究了滑动轴承-转子系统进入和离开混沌状态的路径。

焦映厚等［3］考虑了非线性油膜力，对转子系统的不平衡响应进行了非线性分析。

在对滚动轴承-转子系统的研究中，很多情况下将支承简化为刚度为常数的弹性支承［4-5］，而没有考虑轴承间隙和由于滚珠和滚道的接触位置变化引起的轴承刚度周期变化导致的参数激振(即VC振动)。

Alford力和滚动轴承对转子系统动力特性的影响

ｍｏｅｓｉｏｄａｒｅｎｔｈｒｖｏｓｃｎｌｓｏｄｌｗａｇｏｇｅｍｅｔｗｉｔｅｐｅｉｕｏｃｕｉｎ，ＳｔｓｆａｉｌｏｐｅｉｔｈｙａｃｃａａｔｒｔｓｏｅｎｈＯｉｗａｅｓｅｔｒｄｃｅｄｎｍｉｈｒｃｅｓｃｆｔｂｔｉｉｈ
Ａｏｄ的假设。柴山等从流体力学出发，ｆｒ综合考虑了叶片的各项设计参数，出间隙气流激振力的计算公导式。丁学俊提出了一种计算Ａｆｄ力效率系数的方ｌｒｏ法。郭瑞等研究了由Ａｏｆｒ引起的流体激振。ｄ力叶尖气隙对转子系统稳定性影响的研究工作已经
Ｃ６
／
都是基于叶轮的局部效率损失而得到的，中Ｔｏａ其ｈｍｓ
Ｏ公式中的难以计算；ｌｒ公式中的系数应当是一Ａｆｄｏ
Ｓ
Ｃ
滚动轴承由内圈、圈、动体及保持架组成，外滚假
设轴承外圈刚性支承在机架上，内圈与轴颈刚性连接，
ｒｔｒｓｓｅｏｏｙｔｍ．Ｂｙｕｉｇｔｕｍｅｉａｉｔｇａｔｏｓｎｈｅｎｒｃｌｎｅｒｌｍｅｈｄ，ｔｅｎｕｎｅｏｅｅｆｆｃｏｓｎｈｎｎｉｅｒｙａｃｈｉｆｅｃｓｆａｓｒｓｏａｔｒｏｔｅｏｌｎａｄｎｍｉｌｉ
因而难以选取合适的值，在实际的应用中都存在着许ｎ多缺陷。因此文献［］５从流体力学出发，综合考虑了叶

滚动轴承-转子系统非线性动力响应分析

第２６卷
第１期
《燃
气
轮
机
技
术》
Ｖ０１．２６Ｎｏ．１Ｍａｒ．，２０１３
２０１３年３月
ＧＡＳＴＵＲＢＩＮＥＩＥＣＨＮｏＬ０ＧＹ
滚动轴承一转子系统非线性动力响应分析
陶海亮，潘波，高庆。，郭宝亭，谭春青，
剪切效应、回转效应、转子几何参数等影响因素，对滚动轴承模型考虑了非线性赫兹接触及由滚动轴承支承
刚度变化而产生的ＶＣ（ＶａｒｙｉｎｇＣｏｍｐｌｉａｎｅｅ）振动。运用Ｎｅｗｍａｒｋ—Ｂ法获得了连续转子的系统响应，利用时
域波形、分岔图、Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射图和频谱图分析了该转子系统的非线性动力学行为。结果表明：由于不同参数
的影响，转子碰摩系统具有丰富的非线性现象。本模型考虑了更多的影响因素，可为复杂转子的非线性设
计、故障诊断提供更为准确合理的理论参考。关键词：转子；滚动轴承；连续模型；非线性；分岔
基金项目：国家８６３计划重点项目（２００７ＡＡ０５０５０２）作者简介：陶海亮（１９８６一）男，博士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｏｈｉａｌｉａｎｇ＠ｍａｉｌ．ｅｔｐ．ａｃ．ｃａ。
１６
燃气轮机技术
ｌＹ

滚动、滑动轴承联合作用下不对中转子对动静特性的影响

滚动滑动轴承联合作用下不对中转子对动静特性的影响
ＴｈｉａｉｎｅｔＲｏｏｖｅｔｆｃｎｔｅＳａｉｎｎｍｉｅＭｓｌｇｍｎｔｒｈａｅａＧｒａｅｔｏｈｔｔｃａｄＤｙａｃＥｆＣｈｒｃｅｉｔｃｎｅｈｙｔｍｆａａｔｒｓｉｓｕｄｒｔｅＳｓｅｏｌｎｎｌｄｎａｉｇＲｏｌｇａｄＳｉｉｇＢｅｒｎｉ
分量是比较小的。为使问题简化，此作如下假设：１在（）不对中量不大；２轴承的刚度和阻尼作线性化处理。（）
对于滑动轴承的刚度可以在稳态下进行线性化，也
可以用一简单的当量轴段来模化，变当量外径Ｄ当改和
量内径ｄ模化刚度系数，样可以得到整个转子的刚来这度矩阵。根据平衡条件，可列出转子的静平衡方程：
）＝
仨Ｈ一
Ｈ）的静态特性的影响最大，对４轴承的静态特性也有
但和２轴承的静特性随着撑（比较明显的影响；１４）的
其中Ｅ是单位矩阵。（）从４式可见，向轴承所提供增加变化很小。当３｝承处存在垂直向上的不对中径 ≠轴３ｍ３轴承处的负荷增加了３．｝１８％，偏的油膜反力Ｐ，不仅与转子系统的刚度和作用于转子上量 △五＝０ｕ时， ≠
１ＭＭ２１．３ＣＴ００００６
如ａ给出了轴承的负荷分配与不于位移的不对中量；是径向轴承所提供的油膜反的影响，图５所示。图５Ｐ，对中量 △ 的变化关系，５图ｂ给出了不对中量 △ 力；ＳＳ。：别是相应的分块矩阵。Ｓ分、由式（）３可以解得：对轴承偏位角的影响，５图ｃ显示了不对中量对轴承偏心率Ｅ的影响。图中可以看出，从不对中量对３｝ ≠ 轴承

滚动轴承支承的柔性转子系统的非线性动力学分析

Ｑ：ｆ（）
Ｌ０
，
６＜０ｏ
≥ 『ｌ，一６０＿， … Ｎ（：２）
根据式（）２，同时考虑轴承的阻尼，可得轴承的非线性力在，Ｙ方向的分力
ｙ
＝一ｃｂｘ一
Ｎ
图１轴承一子模型图转
ＦｉＡｄｌｄａｒｍｆｔｅｇ１ｍｏｅｉｇａｏｈ
ｐｏｅｏｏｔｉｙｔｍ ’ ｘｓｏｂｔＰｉｃｒｐｎｉｏｉｐｅｈｌａａｃｆｔｅｒｌｉｇｂａｎｓｗａｌｙｄｔｂａｎｓｓｅＳａｉｒｉ，ｏｎａ６ｍａｓａｄｔｍｅｄｍａｎｍａｓｗｈｎｔｅｃｅｒｎｅｏｏｌｎｅｒｇｓｈｉ
ｉｉｆｒｎｅｉｎ．ｈｎｌｔｃｒｓｌｈｗｈｔｔｒｒｌｎｙｏｏｌｅｒｐｅｏｎｎｔｅｓｓｅｗｈｎｔｅｃｅｒｎｄｆｅｔｒｇｏｓＴｅａａｙｉｅｕｔｓｏｔａｈｅｅａｅｐｅｔｆｎｎｉａｈｎｍｅａｏｈｙｔｍｅｈｌａ－ｅｓｎａｃｓｓｌ．ｈｎｔｂｅｒｇｏｓｗｉｅｗｉｅｓｔｅｉｃｅｓｎｇｏｅｃｅｒｎｅｏｈａｌｂａｎｓｎｅｉｍａ１Ｔｅｉｓａｌｅｉｎｌｂｄｒａｈｎｒａｉｆｔｌａａｃｆｔｅｂｌｅｒｇ．ｌｈｉＫｅｗｏｄ：ａｌｂａｉｇ；ｏｌｎａｙａｃｈｒｃｅｓｉｓａｉｉｂｆｒａｉｎ；ｌａａｃｙｒｓｂｌｅｒｎｎｎｉｅｒｄｎｍｉｓｃａａｔｒｔｉｃ；ｔｂｌｙ；ｉｕｃｔｏｃｅｎｅｔｒ

转子-滚动轴承系统非线性动力学分析

ｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｙｕｙｎｅａ７３，ｈｎｆｉｃｎｅｈｏｇ，ＬｏａｇＨｎｎ４０Ｃｉａ）Ｓｅｏ１０
ＡｂｔａｔＴｅｅｌｎｎｉｅｒｄｎｍｉｈｒｃｅｉｔｓｏｈｏｏｓｓｓｍ＿ｔｅｄｎｍｉｄｆｒｎｉｌｓｒｃ：ｏｒｖａｏｌａｙａｃｃａａｔｒｉｆｔｅｒｔｒｙｔｎｓｃｅｈｙａｃｉｅｅｔｆａｅｕｔｎａｅｎｎｎｉｅｒｙｏｏｔｃｎｌａａｃＳｅｔｂｉｈｄｈｙｔｍｑａｉｎｒｕｒｑａｉｓｂｓｄｏｏｌａｔｆｃｎａｔｄｃｅｒｎｅｉｓａｌｅ．Ｔｅｓｓｅｅｕｔｓａｅｎｍｅ．ｏｎｉａｓｏｉ
转子一轴承系统的运行稳定性问题一直是转子动力学研究中的重要课题之一。随着转子向大功率、高转速方向发展，系统运行中出现了许多线性理论无法解释的异常振动，动力学特性引起了人们其的关注。国内外许多学者在这方面做了很多工作，
但大部分是基于滑动轴承的转子系统非线性动力学特性＿３；于工程中广泛应用的转子一滚动轴承１对Ｉ
系统的研究还不多，主要是由于滚动轴承结这构和运动的复杂性，得符合实际的数学模型较难使建立］。本文基于滚动轴承的接触非线性和间隙非线性对刚性转子系统的非线性动力学行为进行了研究，现了一些复杂的非线象。发Ｉ生现

高速滚动轴承-转子系统动力学特性分析

0引言滚动轴承在工业设备中的应用极为广泛，而降低轴承转子系统的运动过程中的阻尼系数是非线性动力学研究的重点内容。

由于滚动轴承的运动原理是依托元器件之间的滚动接触实现，因此在点线接触过程中做好油膜润滑至关重要，通过保障轴承与器具之间润滑状态的稳定，包括油膜状态与厚度、压力分布情况等，有效控制摩擦系数都是研究的重点对象。

在设备处于工作状态时，由于转子系统的不规则振动，轴承的润换状态会受到不同程度的影响，从而使阻尼系数发生变化，这也是动力学特性研究的主要方向。

1滚动体与轴承接触后刚度与阻尼系数的变化当滚动体与轴承内外圈进行接触时，钢球会在内径方向上形成接触区，并据此形成类似于图1的接触阻尼模型，我们可以将该情况下产生的刚度-阻尼系数视同为内外墙同时解除后的刚度-阻尼系数[1]。

图1接触-阻尼模型示意图计算在该情况下产生的角频率阻尼系数，要结合在同一工作周期内该轴承与滚动体摩擦的次数（激励频率）来进行研究，当摩擦次数较多时，刚度-阻尼系数已经不存在相关性，或可认为二者之间的数据联系不存在；在中等激励频率下，阻尼系数的特性会产生接触变在对钢丝进行热处理的生产操作中，对于倒立式收线机的“V”形盘的使用应设计为传动模式，并将其分为两组进行控制。

每一台收线设备的机架应被设计成两列，每列需要配备至少1台千瓦数为5.5的变频电机。

该型号的电机自带斜齿轮减速驱动功能，可实现集中传动。

此外，在斜齿轮蜗杆减速机空心轴的位置，可垂直安防“V”形盘。

对于传动方式的设计，应使用机械离合器对其轴上的每个传动头进行控制[2]。

而是对于离合器的设计，通过对其分与离的设计，可将其单头的操作设计成集中收线与独立收线两种。

3.3“V”形盘的设计对“V”形盘的设计，主要可以分为两种，一种是对其形状的设计，另一种是对其机架的设计。

①其形状的设计。

倒立式收线机的主轴设计是一体的，在人员进行设备检修的过程中，无需将“V”形盘进行拆卸，仅需将其平台之上的6颗螺栓进行拆除，后将主轴部分吊出即可。

动车组滚动轴承非线性动力学特性分析.

ａｘｉｓｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｒｅｓｅｎｔｓａｒａｎｄｏｍｍｏｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｓｙｓｔｅｍｐｒｅｓｅｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
！墨
二Ｚ鱼轴承
２０１３年８期
ＣＮ４１— １１４８／ＴＨＢｅａｉｎｇｒ２０１３，Ｎｏ．８
动车组滚动轴承非线性动力学特性分析
曹青松，朱志强，叶征春，熊国良
（华东交通大学机电工程学院，南昌３３００１３）
性有所差异。
关键词：轴箱轴承；动车组；轴承一车轴耦合系统；非线性动力学
中图分类号：Ｕ２６６．２；０３２２文献标志码：Ａ文章编号：１０００— ３７６２（２０１３）０８— ０００８— ０４
ｃｈａｏｔｉｃｗｈｅｎｍｕｌｔｉｐｌｅｕｎｉｔｔｒａｉｎｓａｒｅｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ．ａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉＳｓｅｒｉｏｕｓ．Ｔｈｅ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＮｏｎｌｉｎｅａｒＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＲｏｌｌｉｎｇＢｅａｒｉｎｇｓｆｏｒＭｕｌｔｉｐｌｅＵｎｉｔＴｒａｉｎｓ

非线性Jeffcott转子-滚动轴承系统动力学分析

ＫｔａＦｌｂｒ算法对其求解。利用分岔图、ｏｎａ６映射图和频谱图，析了参数、迫联合激励的Ｊｆｏｔ子一ｕｔ—ｅｈｅｇＰｉｃｒ分强ｅｆｔ转ｃ滚动轴承系统的响应、岔和混沌等非线性动力特性。结果表明，ｆｏｔ子一动轴承系统有多种周期和混沌响分Ｊｆｔ转ｅｃ滚
ｓａ朝的分析表明，变柔度频率等于系统的固有频ｈＥ率时转子系统会发生强烈振动。Ｊｎ建立了考虑ａｇ６Ｌ波纹度的五自由度转子一动轴承系统振动模型。滚ＫｉＣｏｄｕｙ。ｍＥ和ｈｕｈｒＥ的研究只考虑强迫振动，没有
一
非线性刚性特性［３１。为了保证滚动轴承支承的转子２
系统稳定安全运转，必要研究滚动轴承非线性刚有
性对系统分岔、混沌等动力特性的影响。文针对深本沟球轴承支承的水平刚性转子系统，虑滚动轴承考
内外圈滚道间的非线性接触变形载荷Ｑ与接触弹性变形的关系为
应形式，振动频率不仅有参数振动频率成分和强迫振动频率成分，且有二者的倍频成分和组合频率成分；ｅｆ其而Ｊｆ — ｃｔ转子一动轴承系统的非线性特性随着径向游隙的增大而加剧。ｏｔ滚

流体动压滑动轴承-转子系统非线性动力特性及稳定性

流体动压滑动轴承-转子系统非线性动力特性及稳定性流体动压滑动轴承的转子系统具有非线性的动力特性和稳定性，这是由于流体动压效应引起的。

在转子系统中，流体动压滑动轴承是一种常用的支撑装置，通过润滑油膜的形成和变形，可以有效减小摩擦和磨损，提高运动的稳定性和运行的可靠性。

在流体动压滑动轴承中，转子的运动会引起油膜的动压效应。

当转子开始旋转时，油膜中的液体分子会受到离心力的作用而产生压力差异，从而形成一个向中间凸起的压力分布。

这种压力分布会产生一个向外的力，从而支撑和稳定转子的运动。

然而，流体动压滑动轴承的转子系统是一个非线性的系统。

这是因为转子在运动过程中，油膜的形变会随着运动速度和载荷的变化而改变。

当运动速度和载荷较小时，油膜的形变相对较小，系统的动力特性和稳定性较好；而当运动速度和载荷较大时，油膜的形变较大，系统的动力特性和稳定性则会变差。

这种非线性现象对于流体动压滑动轴承的设计和应用具有重要的影响。

为了提高系统的稳定性，需要在设计中考虑非线性特性的影响，并通过合理的参数选择和控制策略进行优化。

此外，还需要进行实验和仿真分析，以验证和研究非线性动力特性的具体机理和规律。

综上所述，流体动压滑动轴承的转子系统具有非线性的动力特性和稳定性，这要求在设计和应用中充分考虑非线性效应，并进行相应的优化和控制。

这将有助于提高流体动压滑动轴承的性能和可靠性，推动其在各个领域的广泛应用。

除了非线性的动力特性和稳定性，流体动压滑动轴承的转子系统还存在着其他值得关注的问题。

首先是振动问题。

由于非线性动力特性的存在，转子系统可能会发生振动现象。

这些振动不仅可能导致系统的噪音和震动，还会影响转子的运行和使用寿命。

因此，需要通过合适的控制方法和设计优化来降低系统的振动水平，提高系统的稳定性和运行平稳性。

其次是温度问题。

在高速旋转的转子系统中，摩擦和涡流损耗会产生大量的热量。

如果无法及时有效地散热，会导致系统温度升高，进而影响润滑油膜的性能和稳定性。

滚动轴承系统摩擦振动的非线性研究

㈩
式中，为第滚子与内圈接触点径向和轴的夹个
角，＝＋；ｆ为静止时轴承间隙，滚子径向ｋ为
逐渐认识到滚动轴承振动与摩擦学因素的内在联系，摩擦与润滑状态也受到相关工程与学术界的重视，加上非线性学科的飞速发展，动轴承摩擦振滚
动逐渐走进人们的研究视线进而丰富了滚动轴承
刚度，为摩擦系数，为第个滚子与内圈的径向
赫兹力，Ｆ＝∑Ｆ；为切向摩擦力，Ｆ＝∑ ，
＝＋Ｙ，内圈径向位移，为内圈质量，是ｍｃ
的振动机理。本文重点研究了非线性摩擦力的条件下，动轴承系统的耦合摩擦振动动力学特性，滚
文章编号：６３— ０７２１）１— ００～６１７２５（０１００４０
滚动轴承系统摩擦振动的非线性研究
张闯殷玉枫吉晓梅２，，
（．１太原科技大学机电学院，太原００２；．西大学工程学院，３０４２山太原００１）３０３
摘要：对滚动轴承摩擦振动系统，立了在非线性摩擦力作用下的耦合动力学方程，针建并运用
ＲｎｅＫｔ —ｅｈｅｇ算法进行求解，ｕｇ－ｕｔＦｌｂｒａ着重分析了摩擦润滑和结构参数对滚动轴承系统运动特性的影响。研究表明，非线性摩擦力对滚动轴承的周期运动有明显的抑制作用，可以通过调整摩擦润滑主要参数来

不平衡磁拉力作用下偏心转子-轴承系统非线性振动特性分析

不平衡磁拉力作用下偏心转子-轴承系统非线性振动特性分析转子-轴承系统在运动过程中,往往会受到包括不平衡磁拉力和非线性油膜力在内等多种非线性力的作用,这些非线性力之间相互耦合,严重影响着系统的振动特性。

在转子的制造过程中,由于误差的存在,系统往往存在质量偏心(动态偏心),弯曲振动和扭转振动作为系统的两种基本振动形式在转子质量偏心存在的前提下会发生相互耦合的作用,使得转子-轴承系统表现出复杂的非线性动态响应。

尤其是在同时考虑系统静偏心(静态偏心)的情况下,即在气隙混合偏心状态下,转子-轴承系统的非线性动力学行为会变的更加复杂。

为了分析动态偏心和混合偏心时,转子-轴承系统在不平衡磁拉力作用下的弯曲振动特性和弯扭耦合振动特性,本文建立了转子-轴承系统分别在动态偏心和混合偏心下的动力学模型及运动微分方程。

选取高阶Runge-Kutta法求解系统微分方程,得到不同变量下的转子分岔图、频谱瀑布图、Poincare图和频谱图等。

综合运用上述转子的振动特性图分析了动态偏心和混合偏心时转子-轴承系统的弯曲振动特性和弯扭耦合振动特性。

本文主要的研究内容及结果如下:(1)利用质量偏心和静偏心与不平衡磁拉力和电磁转矩之间存在的非线性关系,本文通过能量法详细推到了系统分别在气隙动态偏心和气隙混合偏心两种偏心状态下不平衡磁拉力与电磁转矩的非线性解析表达式,同时建立了系统在以上两种不平衡磁拉力模型作用下的动力学模型和运动微分方程。

(2)研究了系统在气隙动态偏心下的弯曲振动特性和弯扭耦合振动特性,分析了系统转速、质量偏心和电磁刚度对系统非线性振动特性的影响。

分析结果表明:不考虑弯扭耦合运动时，电磁刚度的存在有利于系统在中低转速区域的稳定运行。

在质量偏心的变化过程中,系统响应表现出倍周期运动与拟周期运动相间出现的规律,且随着质量偏心的增大,弯振幅值逐渐增大;考虑弯扭耦合运动后,系统出现了混沌运动,且主要出现在高转速区域内。

(3)针对系统同时存在质量偏心和静偏心的情况,分析了系统在气隙混合偏心下的弯曲振动特性和弯扭耦合振动特性,分析了系统转速、质量偏心、静偏心距、静偏心角和电磁刚度对系统振动特性的影响。

Alford力和滚动轴承对轴流压缩机转子系统动力特性和稳定性的影响

Alford 力和滚动轴承对轴流压缩机转子系统动力特性和稳定性的影响
白长青 , 许庆余 , 李跃明
( 西安交通大学航天航空学院强度与振动教育部重点实验室 , 陕西西安 710049)
Effect of Alford Forces and Ball Bearings on Dynamic Characteristics and Stability of Axial Flow Compressor Rotor System
Bai Changqi ng , Xu Qing yu , Li Yueming
( M inistry o f Educatio n K ey Labora to ry for Streng th and V ibr ation , Schoo l o f Aer ospace , Xi' an Jiao tong U niver sity , Xi' an 710049 , China) 摘要 : 研究叶尖气隙和滚动轴承共同作用下轴流压缩机的非线性动力特性及稳定性。采用有限元法和非线性滚动轴承模型 , 建立压缩机转子系统动力学模型 , 其中转子旋转时非均匀分布叶尖气隙引起的气动失稳力( 即 A lford 力) 根据已有实验数据和计算模型求得。通过计算分析发现叶尖气隙和滚动轴承分别激起系统的反进动和正进动共振频率 , 其共同作用造成压缩机转子系统的失稳 , 很好地解释了已有实验中出现的失稳现象。表明滚动轴承反力和 A lfo rd 力的共同作用对压缩机转子系统的动力性能和稳定性有显著影响。关键词 : 压缩机 ;转子 ; A lfo rd 力 ;滚动轴承 ; 稳定性 ;非线性振动中图分类号 : O 322 ;V235 .1 文献标识码 : A Abstract:T his ar ticle inve stigates the no nlinear dynamic characteristics and stability of an a xial flo w compre sso r with tip cleara nce and ball bearings .T he compressor r oto r sy stem is mo deled with the aid o f the finite element technique and a nonlinear ball bearing model .T he aer ody namic destabilizing fo rces , i . e. , the A lfo rd forces , induced by the nonunifo rm tip clearance when the ro to r is whirling , a re acquired using know n ex pe rimental data and a mathematic model .Simula tion results sho w that the A lfo rd forces and nonlinear bearing reactio ns pr ovo ke respective ly the emerg ence o f backwar d and fo rwa rd reso nance frequency co mpo nents , and induce the system to lose stability .T he experime ntal results are perfectly inte rpreted by the propo sed analy sis , which indica te s that the combined effect of tip clearance a nd ball bearing s is sig nificant o n the dy namic characte ristics and stability o f the ro to r sy stem . Key words : co mpresso rs ;roto rs ; A lfor d fo rces ;ball bearings ;stability ; nonlinea r vibr ation

动量轮滚动轴承-转子系统非线性动力响应分析

动量轮滚动轴承-转子系统非线性动力响应分析朱玉鹏;朱川峰;谢鹏飞;于晓凯;杨茹萍【摘要】建立了考虑非线性轴承力的动量轮轴承-转子系统动力学方程,并采用Runge-Kutta数值方法对其求解.利用分岔图、Poincare映射图、幅值谱图依次分析了不同转速、等效阻尼、径向游隙状态下系统动力学响应特征.分析结果表明:滚动轴承-转子系统具有丰富的周期、拟周期以及混沌的响应形式.混沌响应中存在变柔度振动,且x方向较为剧烈.合理选择滚动轴承的参数组合,可使滚动轴承-转子系统处于较稳定的振动响应状态.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)003【总页数】5页(P24-28)【关键词】滚动轴承-转子系统;非线性动力学;变柔度振动;振动响应【作者】朱玉鹏;朱川峰;谢鹏飞;于晓凯;杨茹萍【作者单位】河南科技大学土木工程学院,河南洛阳471023;洛阳轴研科技股份有限公司,河南洛阳471039;洛阳轴研科技股份有限公司,河南洛阳471039;洛阳轴研科技股份有限公司,河南洛阳471039;河南科技大学土木工程学院,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TH133.33;O3220 引言动量轮广泛应用于航天、航空等领域的惯性制导系统中，承载着飞行器姿态调整和轨迹变换的重要任务，其主要由4部分组件构成：轴承组件、电机组件、壳体组件和轮体组件[1]。

轴承作为其主要传动部件，对动量轮寿命和性能影响重大。

超长时间的高速运转及复杂受力导致轴承在工作过程中会出现一些异常振动，传统的线性理论无法合理解释这种现象的存在,越来越多的专家学者开始用非线性理论进行分析 [2]。

目前，滚动轴承-转子系统的相关研究已取得较多成果。

文献[3]用简化的多自由度转子模型进行离心机轴承-转子系统模拟分析，考察了垂直放置转子在有无基础运动时的动力学性质。

文献[4-5]研究了时变非线性刚度对轴承稳定性的影响。