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- 航空发动机中介轴承试验台主轴临界转速分析
- 作者： 潘毅广 来源： 大连理工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 中介轴承 试验台 临界转速 弹性支承 数据采集
- 描述： 中介轴承是航空发动机的关键部件之一,其性能与可靠性是飞机安全运行的重要保证。由于中介轴承结构复杂、载荷作用形式多样、运行环境恶劣、故障早期微弱特征不易识别和提取,可靠预测航空发动机关键部件的寿命存在着较大困难。现有的中介轴承试验台未能考虑转子系统对轴承的作用,忽略了实际工作条件对轴承产生的影响。本文按照转子系统的实际支撑形式设计了中介轴承试验台,它能够模拟转子系统故障、轴承缺陷以及轴承断油等故障,可以有效反映典型工况下“轴承-转子”系统的实际工作特点；试验台能够提供中介轴承典型工况下的失效数据,为建立航空发动机中介轴承寿命预测模型提供数据支撑。因此,为了了解发动机的运行状况,对关键部件实时状态监测与故障预测,设计与开发航空发动机中介轴承试验台具有重要的意义。本文以中介轴承试验台为研究对象,对试验台的主轴临界转速分析展开研究工作。文章首先介绍了中介轴承的结构参数,针对航空发动机实际支撑结构分析了中介轴承在实际工作中的作用；通过论述中介轴承典型故障产生的机理,设计了相应的中介轴承试验；讨论并比较了轴承润滑的常用方法,确定油气润滑为试验台的润滑方式。然后,利用ANSYS软件建立了双转子系统的有限元模型,通过在中介轴承处建立两种耦合模型：弹簧耦合模型和接触耦合模型,分析了双转子系统临界转速；为了满足系统挠性轴的要求,对比常用的临界转速降低方法,选择安装鼠笼式弹性支承来降低系统临界转速。其次,通过试算的方法确定鼠笼式弹性支撑的设计刚度,利用遗传算法优化确定鼠笼式弹性支承的结构,从加工工艺性考虑选择合适的尺寸参数；为观察弹性支撑的应力表现,建立了弹性支撑的有限元模型,仿真结果与数值计算较为吻合,优化设计取得了很好的效果。安装鼠笼式支撑的转子系统临界转速显著降低,能够满足系统挠性轴的要求。最后,设计了试验台数据采集系统。介绍了系统的开发环境和总体结构；根据试验内容,制定了试验台的振动、转速以及位移等测试方案,在此基础上选取合适的传感器以及采集模块构成了试验台数据采集系统；通过转速测量实例表明了DAQ系统测试的简洁、有效。