、往复杋械欯障诊断概述 研究现状:远远落后于旋转机械的故障诊断 运动形式复杂,机械运动速度多变c 各承力部件受力复杂 结构复杂,运动件多且形状复杂,又都载于机体内, 信号难于直接测量 工况复杂,外载变化幅度大 信号复杂而且各部件运动信号相互干扰,故障特征信 号难于提取 诊断方法:振动诊断,铁谱分析,油液分析,温度监测
一、往复机械故障诊断概述 • 研究现状：远远落后于旋转机械的故障诊断 – 运动形式复杂，机械运动速度多变 – 各承力部件受力复杂 – 结构复杂，运动件多且形状复杂，又都载于机体内， 信号难于直接测量 – 工况复杂，外载变化幅度大 – 信号复杂而且各部件运动信号相互干扰，故障特征信 号难于提取 • 诊断方法：振动诊断, 铁谱分析, 油液分析, 温度监测
十 曲柄连杆机构 几何运动关系 T
曲柄连杆机构 几何运动关系
二、往复运动动力学分析 分析目的:确定往复机械振动的激励源 活塞位移: x=r(l-cosa)+l(l-cosB) =r[l-cosa)+h(1-cos2a)4 (其中x=l= sinB / sina,称为连杆长径比) 活塞运动速度: dx ro(sin a+sin 2a) 活塞运动加速度: rw(cos a+n cos 2a) 曲柄连杆机构几何关系
二、往复运动动力学分析 • 分析目的：确定往复机械振动的激励源 • 活塞位移： x=r(1-cosα)+l(1-cosβ) =r[(1-cosα)+λ(1-cos2α)/4] （其中λ=r/l=sinβ/sinα，称为连杆长径比） • 活塞运动速度： • 活塞运动加速度： sin 2 ) 2 (sin = = + • r dt dx x (cos cos 2 ) 2 = = + • •• rw dt d x x 曲柄连杆机构几何关系
曲柄连杆机构的运动惯性力: 旋转惯性力: F=mro m,—旋转总质量,包括曲轴产生的旋转运动质量和连杆 大头转化来的旋转运动质量; 往复惯性力: F=mx=m ro(cos a+n cos 2a) m r@ cosa+mron cos 2a=Fu+Fn2 m—往复总质量,包括活塞组件的质量和连杆小头部分的 转化质量; 阶往复惯性力;F2二阶往复惯性力
• 曲柄连杆机构的运动惯性力： – 旋转惯性力： mr—旋转总质量，包括曲轴产生的旋转运动质量和连杆 大头转化来的旋转运动质量； – 往复惯性力： ms—往复总质量，包括活塞组件的质量和连杆小头部分的 转化质量； Fl1—一阶往复惯性力；Fl2—二阶往复惯性力； 2 Fr = mr r (cos cos 2 ) 2 = = + •• F m x m r l s s cos cos 2 2 2 m r m r = s + s = Fl1 + Fl 2
三缸柱塞泵运动学、动力学分析算例: 柱塞一十字头和连杆的受力分析: 曲轴的受力分析: 曲轴有关尺寸计算; 曲轴自重计算; 曲轴系统质心的确定; 曲柄偏心质量的求法; 往复运动质量的计算(柱塞、柱塞杆、十字头总成); 连杆质量的确定; 连杆质心C和转动惯量Ic的计算; 皮带传动装置的几何尺寸及有关参数的计算 计算结果
• 三缸柱塞泵运动学、动力学分析算例： – 柱塞—十字头和连杆的受力分析： – 曲轴的受力分析： • 曲轴有关尺寸计算； • 曲轴自重计算； • 曲轴系统质心的确定； • 曲柄偏心质量的求法； • 往复运动质量的计算（柱塞、柱塞杆、十字头总成）； • 连杆质量的确定； • 连杆质心C和转动惯量Ic的计算； • 皮带传动装置的几何尺寸及有关参数的计算 – 计算结果