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高速转子-密封碰摩故障的振动特性分析OA

Vibration Characteristics of Rub-impact Faults between High-speed Rotor Shaft and Oil-sealing Flange

中文摘要英文摘要

针对某航发专用轴承试验机在测试阶段出现主轴轴颈与封油法兰盘之间的单边碰摩故障,通过碰摩试验研究碰摩故障的振动特性,结合转子-密封准静态模型探究碰摩机理.振动特征分析表明,碰摩激发系统的多个转频倍频分量,并伴有明显的冲击效应.随着转速提升,转子系统振动频率的主要成分由单一转频向多倍频转化.经过长时碰摩后低频域小振幅杂波逐步衰减,在2X、3X等倍频处能量显著增加直至占为主导.仿真结果表明,油封的最大形变位置与转子1阶弯曲模态的形变趋势高度一致,且该位置与碰摩故障最严重的区域相吻合.试验提取的碰摩特征频率可为将来此类碰摩故障诊断提供重要依据.

This study investigates the unilateral rub-impact fault between the spindle journal and oil-sealing flange in an aero-engine bearing test rig.Experimental rub-impact tests and rotor-seal quasi-static modeling were conducted to analyze vibration characteristics and rub-impact mechanisms.Results reveal that rub-impact excites multiple rotational frequency harmonics accompanied by significant rob-impact induced oscillations.As rotational speed increases,the dominant component of vibration frequency of the rotor system translates from a single rotational frequency harmonic 1X to multi-frequency harmonic dominance.Prolonged rub-impact leads to gradual attenuation of low-frequency minor-amplitude fluctuations,while energy at 2X and 3X harmonics intensifies significantly and dominates eventually.Simulation results indicate that the maximum deformation zone of the oil seal is highly consistent with the deformation trend of the first-order bending modal of the rotor,and this zone coincides with the severe rub-impact region.The extracted rub-impact related characteristic frequency provides an important basis for diagnosis of similar rob-impact faults in high-speed rotor systems.

李懋;张坡;朱建阳;鲁志文;古乐

武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,武汉 430081||武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,武汉 430081武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,武汉 430081||武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,武汉 430081武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,武汉 430081||武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,武汉 430081武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,武汉 430081||武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,武汉 430081武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,武汉 430081||武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,武汉 430081

机械制造

故障诊断航空发动机主轴轴承密封碰摩振动响应

fault diagnosisaircraft engines main shaft bearingssealrub-impactvibration response

《噪声与振动控制》 2026 (2)

108-114,7

国家自然科学基金(52105204)中央引导地方科技发展专项(2022BGE244)

10.3969/j.issn.1006-1355.2026.02.017

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