螺杆钻具转子系统不对中的故障产生机理与诊断

螺杆钻具是由多个可以旋转的转轴通过万向联轴器连接成的一个轴系,主要用来传递转矩从而带动钻头运动。但是在安装或者在万向联轴器自身磨损消耗下,钻具会出现轴线上的不对中,进而引发一系列故障,比如螺杆钻具的螺杆马达转子联轴器偏移、轴承移动、转轴发生形变、油膜失稳等,导致机器发生振动并造成一系列的危害。因此,在实验室条件下,研究井下动力钻具不对中的故障产生机理,掌握不同故障的特征,并及时进行故障诊断,对减小或避免由于转子联轴器不对中而产生的故障具有十分重要的意义。本文借助于DHRMT双跨转子台高度模拟井下的钻具故障,设置转子不对中的不同故障类型,通过实验获得钻具转子不对中故障造成的振动特征,为井下动力钻具设计及改进提供参考依据。     

离心泵转子-轴承系统临界转速的数值研究

为了使离心泵在运行时能远离临界转速,需要对离心泵转子-轴承系统进行合理设计。利用有限元软件ANSYS建立了离心泵转子-轴承系统模型,计算了该转子-轴承系统的临界转速,分析了支承刚度和支承间距对临界转速的影响。结果表明:相对其他轴段,支承之间的轴段长度对临界转速有明显影响;支承间距和支承刚度的增加都能明显提高转子系统的前2阶临界转速。     

大偏心质量转子—轴承系统非线性振动的研究

建立了大偏心质量转子轴承系统的动力学模型.给出了动力系统的动力响应。发现存在亚谐、超谐共振.最后指出,在设计大偏心质量转子轴承系统时,系统的亚谐、超谐共振领率应避开。     

基于定子电流的转子轴承系统故障诊断

转子轴承系统作为综采设备的动力提供端,该系统发生故障会影响整个设备的运行,为了研究转子轴承系统的故障对电动机定子电流的影响,利用MATLAB/Simulink软件建立了以电磁转矩为纽带的异步电动机与机械转子系统机电耦合模型,模拟系统发生不对中、不平衡等故障并分析定子电流信号的特征。研究表明:建立的机电耦合模型可以研究转子轴承系统在故障激励下定子电流的特性,通过激励频率的不同能够辨别转子轴承系统的故障。该模型的建立为改进转子系统动力学和故障诊断提供了新的理论依据。     

基于反共振大偏心量转子-轴承系统的弹性设计方法研究

基于反共振原理和弹性支撑法研究了带大偏心量的转子 -轴承系统弹性设计方法 ,给出了大偏心量转子 -轴承系统的设计公式 ,设计了一种弹性支承元件 .最后进行了弹性支承的实验研究 ,研究表明弹性支承转子系统优于其它支承形式的转子系统     

70B_2-21-18~#轴流风机中间传动轴的改装

银山铅锌矿东区安装一台70B_2-21-18~#轴流式通风机。其中间传动轴用齿轮联轴器联接在风机与电机之间(图1)。风机径向负荷由双列向心球面滚子轴承承受,轴向负荷主要由锥形轴承承受。各轴承原设计的使用寿命都在5年以上。但该机自1978年安装投产以来的二     

采煤机截割部新型传动保护装置

提出一种新型保护装置即限矩器-联轴器保护装置,通过引入弹性元件的联轴器解决输入输出轴不对心问题,同时限矩器设计一个额定保护值,对整套传动系统保护,整套减小冲击载荷,提高了系统的可靠性,同时整套保护装置属免维护装置。     

三轴斜齿轮传动转子系统的动力学特性分析

基于三维离散斜齿轮传动模型、在轴结构有限元模型、轴承弹性和齿侧间隙的基础上,建立了一个三轴斜齿轮传动转子系统的动力学模型。通过牛顿-拉夫逊法(Newton-Raphson)和非线性瞬态解方法预测了系统的强迫振动。由一台斜齿轮-轴-轴承系统组成的压缩机的试车验证了模型的有效性。结果表明,模型计算结果与试车结果吻合,给齿轮驱动的转子系统设计及故障诊断提供了理论依据。     

多级离心泵临界转速计算分析

为了提高多级泵的可靠性,用有限元方法研究了轴承类型、轴承刚度、轴承位置和级间距等对多级离心泵转子临界转速的影响规律。研究结果表明,滚动轴承比滑动轴承有利于提高多级泵转子的临界转速;滚动轴承的刚度值对临界转速的影响较小;滑动轴承刚度值对转子临界转速影响较大,临界转速随刚度值增加而增加;转子临界转速随级间距的增加而增加;进口端轴承放在首级叶轮之后可以提高泵转子的一阶临界转速,但是二阶临界转速有所下降。     

旋转机械故障实验台测试系统的软件设计

旋转机械故障实验台可以实现模拟由齿轮噪声、转子动不平衡、主轴联轴器不对中等引起的震动。设计出外型较小,测量可靠的旋转机械故障实验台,并开发出一套完整的软件系统,能够把检测到的信息进行定性分析和处理,能够快捷方便的显示实验数据。该设备可以应用于教学,也可以应用于中小型工厂进行简单的转子动不平衡实验,并且操作简单方便,具有广阔的市场前景。     

评价油膜轴承系统稳定性的系统阻尼试验方法

运用模态分离的概念,通过求自由振动位移响应的对数衰减率而得到转子轴承系统的最低一、二阶模态的模态阻尼,亦称系统阻尼。这种测试技术已成功地用于不同类型轴承支承下的转子轴承系统的稳定性研究。     

SFD-转子系统动力响应分析

建立了SFD-滑动轴承-刚性转子系统和柔性转子系统2种耦合动力模型,采用Runge-Kutta法对上述2种系统的动力学问题进行求解,进而对系统的稳定性和分叉行为进行了研究。研究表明:刚性转子系统能够在一定范围内保持稳定的单周期运动,随后进入准周期;而柔性转子系统则从单周期运动进入准周期、倍周期等运动形态;在此基础上分析了2种系统的不平衡响应曲线。     

基于傅里叶变换的发电机转子匝间短路故障检测

通过对短路匝磁势进行傅里叶分解得到各次谐波分量,各次谐波分量在定转子绕组中产生附加谐波电势。认为定子绕组中1/2次谐波电流和励磁绕组中的3/2次谐波电流可作为判断发电机转子是否存在匝间短路的依据。     

振动设备中振动轴转子系统及其振动传动研究

建立振动轴-转子系统振动微分方程,分析讨论系统中轴与转子的耦合效应。研究系统转子的稳定运动状态与各个运动参数的关系,阐明振动轴-转子系统的振动耦合,从理论上分析了转子的振动旋转与"失步"现象。结合理论分析与数值计算结果,为相关设备的设计提供理论依据。     

Calculating bending vibrations of main axial mine fan rotor shaft

The article presents a calculation procedure for critical rotary speed of an axial main mine fan rotor. The calculations are made for fan model VO-21. The suppositions that make the calculations simpler without considerable errors of the results are evaluated. The calculations use the finite element method and ANSYS software. The critical rotary speeds are determined from the Campbell diagrams plotted for the estimates with and without regard for the stiffness of the bearing assemblies of the rotor. The effect exerted by the rotor bearing assembly stiffness and by the gyroscopic moment of the fan impeller on the frequency of free bending vibrations of the rotor shaft under direct and back precession is illustrated. The estimated critical rotary speeds are compared with the analytical data obtained based on discrete two-mass models. For the preliminary engineering estimation, it is possible to use a discrete two-mass model of the fan rotor without regard for the yielding of the bearing assemblies and for the influence of the gyroscopic model; in the design model, it is required to replace the transmission shaft by the point mass. The calculation error will not exceed 7%.     

共轴非平行非对称线圈结构对MCR-WPT效率的影响

磁耦合谐振式无线电能传输是一种全新的电能传输方式,为工业、生活及医疗等领域带来了极大便利。但传统的对称线圈结构已制约了无线输电技术在矿井、医疗等具有特殊需求领域的应用。综合前人提出的共轴非平行结构及非对称线圈结构的无线输电系统,分析了两共轴非平行线圈传输距离半径比、线圈半径比与偏移角对无线电能传输效率的影响,并分析了各因素对效率的相互影响。仿真结果显示传输距离半径比越大效率保持基本不变的偏移角度范围越小,偏移角对传输效率的影响越平缓。随传输距离半径比的增加效率先增加后逐渐降低,偏移角度在80°附近时,传输距离半径比对效率的影响最大。线圈半径比对传输效率的影响与偏移角度、传输距离等有关。试验验证了该理论分析的正确性,为研究复杂环境下的无线电能传输提供了理论基础,也为进一步开发无线电能传输系统提供了参考。     

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。     

巷道围岩在爆破荷载下的反应谱特征研究

为探究巷道围岩在井下爆破动荷载下的动态响应规律,采用MATLAB对振动测试数据进行处理,将导出的振速、位移、绝对加速度反应谱以及绝对加速度标准反应谱进行深入研究。研究结果表明:爆心距为185m的速度反应谱在周期2s内出现的峰值数多于爆心距为86m,的速度反应谱峰值数,爆心距为185m出现的10Hz以下的谐波分量多于爆心距为86m出现的10Hz以下的谐波分量,爆破作用对爆心距为185m处围岩损伤影响更大;爆心距为185m、阻尼比为0.05时放大系数为1,容易导致围岩的破坏损伤。研究结果对巷道围岩的支护具有指导意义。     

基于动态特性的轴承保护环的形状优化设计

滚动轴承是旋转机械中最常用的易发故障零件,这是因为以前的转子-轴承系统设计方法不够合理,采用一种新的设计方法对转子-轴承系统进行优化设计,并对优化后的结果进行动力学分析。实验结果表明,优化后的轴承保护环在满足给定的要求下能够有效地保护轴承系统。