提高惯导陀螺仪零部件尺寸稳定性的途径

铝合金在惯导仪表中得到广泛采用,为保证尺寸的稳定性,除选择适用的材料之外,消除零组件的内应力应是重要的措施,而采用温振稳定处理工艺消除内应力是行之有效的工艺手段。铝合金Ly12—CZ的温振稳定处理工艺是正温120±5℃4～6h(最后一次为16～18h),负温-70～-80℃ 2～3h,正负温温振循环次数为3次,可多次安排在粗加工和半精加工和二次半精加工之后推行,对于尺寸稳定度要求特别高的零件,温振稳定处理工序作为工件的最终工序是适宜的。     

动压轴承刚度测量

动压轴承的刚度直接影响陀螺仪表的精度和可靠性,尤其是在径向与轴向刚度下对称时,在过载情况下、会产生不等刚度的误差力矩。因而必须对动压轴承的承载能力、刚度和刚度的对称性进行检查,文中提出了刚度测量的几种设计方案,可以作为设计测试结构的参考。     

无轴承异步电机的自抗扰控制策略

针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为“扰动”,统一用ADRC的扩张状态观测器(ESO)估测,非线性状态误差反馈控制器(NLSEF)进行补偿。仿真结果表明:采用了ADRC,系统具有较好的动态解耦控制性能;同时,对电机参数和负载变化具有更好的鲁棒性。     

含中介轴承内圈局部缺陷的双转子系统的组合共振特性

针对航空发动机双转子系统建立简化的动力学模型,在考虑中介轴承非线性Hertz接触力和径向游隙等非线性因素的情况下,将中介轴承内圈局部缺陷模拟成倒置的等腰梯形凹槽,利用4阶Runge-Kutta法进行数值计算,得到系统的分岔图,并着重分析分岔区域的组合共振特性,结果表明：相较于无故障系统,该系统在分岔图上出现三个新的分岔区域,前两个分岔区域是由内圈故障特征频率与高低压转子的转频形成的组合频率诱发的组合共振引起的,第三个是由内圈故障特征频率诱发共振引起的,在分岔区域内,系统运动的周期性的变化规律表现为从近似单周期运动到概周期运动再到近似单周期运动。     

不同型线柔性轴承的性能分析及比较

柔性轴承的应力分布及动态刚度特性对低温制冷机的整体可靠性尤为重要.以最大应力值、轴向刚度、径轴向刚度比为性能指标,对新设计的费马型线柔性轴承和其他两种柔性轴承进行对比研究.通过有限元分析,对比了三者之间应力分布、应力变化及刚度变化特性.设计制作了这3种不同型线的柔性轴承,并测试了3种柔性轴承的径轴向刚度,结果显示:费马型线柔性轴承的径轴向刚度之比最大,牛津型柔性轴承的径向刚度最小;费马柔性轴承的应力值最大,但最大应力值小于材料的疲劳应力,因此费马型线的柔性轴承在性能上优于其他两种柔性轴承.     

圆柱滚子轴承V形兜孔形面的磨损性能

为研究高速轻载工况下兜孔形面几何参数对V形兜孔圆柱滚子轴承保持架磨损性能的影响,建立了考虑兜孔处润滑影响的轴承动力学模型。以基于Masjedi磨损模型的时间平均磨损率作为磨损性能的评价标准,研究了兜孔形面几何参数对V形兜孔保持架磨损性能的影响规律,分析了在不同转速下兜孔壁倾角均为15°的V形兜孔保持架的磨损性能及打滑特性。结果表明：兜孔形面几何参数对保持架的磨损性能影响显著,通过对其优化可有效提升保持架的磨损性能;保持架的时间平均磨损率随内圈转速的增加而上升;在内圈转速的范围为5 000～20 000 r/min时,兜孔壁倾角均为15°的V形兜孔保持架的时间平均磨损率和打滑率均低于普通直兜孔轴承。     

轴向力对火箭发动机涡轮泵动力学的影响分析

作为运输推进剂的重要部件,涡轮泵已成为火箭发动机的核心,其在高速运转中承受的轴向力对振动有显著影响。为揭示轴向力对动力学响应的影响机制,从接触角切入,建立轴承刚度理论模型,阐明刚度随转速及轴向力的变化规律。同时,设计包含辅助支承的涡轮泵转子试验器,发现轴向力可显著降低转子不平衡响应。进一步,利用传递矩阵法和不平衡响应,建立基于实测数据的刚度辨识方法,获得试验辨识结果并与理论值对比。研究发现轴向力引入后刚度增加了30%,同时转子振幅突增现象消失。表明轴向力对轴承刚度的改善是动力学减振的重要机理,从而为减振设计提供理论基础。      

适用于锥形无轴承开关磁阻电机转矩和轴向力的两种不同的分工控制方法

由两台锥形无轴承开关磁阻电机可构成结构最为简单的五自由度磁悬浮系统,但其转矩和悬浮力之间存在较大的耦合,因此很难同时实现转子的旋转和五自由度悬浮.针对这一问题,本文提出了两种不同的分工控制策略,即单分工控制策略和双分工控制策略.二者的区别在于主控转矩电机和主控轴向力电机的选择.为了了解控制变量的特性,介绍了锥形无轴承开...     

基于优化变分模态分解与计算阶次分析的主轴承故障特征增强方法

针对航空发动机主轴承微弱故障特征在高背景噪声环境和变转速工况下难识别的问题,提出了基于优化变分模态分解与计算阶次分析的主轴承故障特征增强方法.该方法将转速信号进行积分得到角位移信号,通过等角位移重采样将非平稳的振动时域信号转化为振动角域稳态信号.为了更好地分离信号中的高背景噪声,提取微弱故障信息,通过人工蜂鸟算法对变分模态分解(VMD)的惩罚因子和分解层数进行优化,使用优化后的VMD方法分解振动角域稳态信号;以故障特征能量比(FCER)作为指标对变分模态分解后的各信号分量进行评价,选择FCER大于所有分量均值的分量重构,实现振动角域信号降噪;对重构的振动角域信号进行包络谱分析,得到阶次谱并与理论故障特征阶次进行对比,实现故障诊断.通过仿真数据以及开展整机试车条件下获得的航空发动机主轴承外圈压坑故障实验数据对本文所提方法的有效性进行验证.结果表明:与局部均值分解-故障特征能量比(LMD-FCER)、小波包分解-峭度值指标-希尔伯特变换(WPD-KVI-Hilbert)分析方法相比,本文所提方法可以有效增强主轴承外圈故障特征阶次,实现了高转速、高背景噪声和变转速工况下航空发动机主轴承微弱故障的有效诊断.     

基于正负序分离的无轴承永磁同步电机位置传感器容错控制

无轴承永磁同步电机（Bearingless permanent magnet synchronous motor, BPMSM）凭借无接触、无磨损的优异性能在工业生产中获得广泛应用,对旋转和悬浮的精确控制是保证其稳定运行的关键,需实时获取高精度的转子位置信息以实现切向力矩和径向悬浮力的解耦。为保证位置传感器故障情况下BPMSM稳定运行,文中提出一种基于正负序量分离的BPMSM传感器容错控制方案。首先,结合BPMSM数学模型,分析传感器故障对电机转矩和悬浮系统的影响。在此基础上,提出一种基于过零点检测的故障诊断函数,实时监测传感器信号故障。其次,引入旋转坐标系分析传感器信号中正序分量和负序分量的特征,分离出正序分量并提取其中的转子位置信息,构建位置检测容错系统完成故障信号到容错策略的切换,实现BPMSM在传感器故障情况下的稳定运行。最后,基于一台BPMSM实验样机对所提方案的有效性进行了充分的仿真与实验验证。