[发明专利]基于连续动力学的滚动轴承转子系统轴承系数识别方法

说明书

技术领域

本发明转子动力学领域，具体地，涉及一种单盘双跨滚动轴承转子系统轴承系数识别方法。

背景技术

旋转机械在国民经济各行各业广泛使用，其核心部件为转子。准确地预测临界转速、动力响应、稳定界限等转子动力学行为，能够有效保障旋转机械稳定可靠运行和生产安全。建立一个比较合理的力学模型是转子-轴承系统动力学分析的关键问题之一。若模型中某些参数与实际值差距较大，必将导致动力学分析结果不可信。运转状态下的转子轴承刚度、阻尼系数的确定就是一个难以确定的参数。虽然可以采用实验室静态测量值或各种数值计算方法确定，但由于现场安装后，轴承的工况与实验室或设计工况有不少差异，静态测量值和数值计算值与实际值相差较大，导致计算的临界转速或不平衡响应等与实测值往往不一致。可以说，到目前为止，运转状态下轴承刚度、阻尼系数的确定是转子动力学技术及工程设计中的一个难点。

基于连续动力学的滚动轴承-转子系统系数识别方法只需利用转轴上4个测点的不平衡响应数据，就能在线监测运转转子的轴承刚度阻尼，具有重要的理论意义与工程价值。

发明内容

本发明的目的是提供基于连续动力学的滚动轴承-转子系统轴承刚度和阻尼系数识别方法，通过转轴上4个测点的不平衡响应数据，实现就能在线监测运转转子的轴承刚度阻尼系数，为准确地预测运行转子的动力学行为提供技术支撑。

本发明的技术方案是：

1.一种基于连续动力学的滚动轴承-转子系统的轴承刚度、阻尼系数识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)获取包括轴承测点在内的转轴上4个测点的不平衡响应数据；

(2)对所述4个测点的不平衡响应数据无量纲化，并变换到频域，得到4 个测点向量；

(3)计算得到滚动轴承系数向量；

(4)利用所述滚动轴承系数向量，得到轴承刚度和阻尼。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，4个测点的不平衡响应数据为：

所述4个测点的不平衡响应数据表达式中，zs₄表示轴承在转轴上的位置， zs₁、zs₂、zs₃表示转轴其他3个测点的位置，w表示转轴转动频率，β₁、β₂、β₃、β₄表示4个测点不平衡响应的相位。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，4个测点向量为：

所述4个测点向量表示式中，L为转轴长度，

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，转子系统滚动轴承系数向量计算公式为：

所述转子系统滚动轴承系数向量计算公式中，E表示转轴弹性模量，I表示转轴振动惯量，ks_xx＝k_xx+i·w·c_xx、ks_yy＝k_yy+i·w·c_yy，k_xx、、k_yy表示轴承刚度系数， c_xx、c_yy表示左轴承阻尼系数，

gyn11＝G_u(qs₁,q₁)gyn21＝G_u(qs₂,q₁)gyn31＝G_u(qs₃,q₁)

gyn12＝G_u(qs₁,q₂)，gyn22＝G_u(qs₂,q₂)，gyn32＝G_u(qs₃,q₂)，