[发明专利]一种基于转轴三个截面应变信号的轴承载荷识别方法

摘要

一种基于转轴三个截面应变信号的轴承载荷识别方法，本发明通过测试轴承两端三个截面处的应变信号，识别轴承载荷。本发明具有如下优点：（1）与传统应变法相比，本发明所提出的方法采用局部建模法，不存在应变测量误差积累、传递和发散问题。和传统整体建模法误差，轴承附近轴段结构简单，可以比较准确地建立数学模型，建模误差小；（2）测试工作量小。应变测点可以布置在轴承附近，无需揭缸到转轴中部布点；（3）可以在低速动态下测试轴承载荷，可以较为真实地反映轴承实际载荷情况。

主权项

1.一种基于转轴三个截面应变信号的轴承载荷识别方法，其特征在于：通过测试轴承两端三个截面处的应变信号，识别轴承载荷；其步骤为；步骤一在轴承附近三个选定表面上布置应变片，这三个截面不能位于轴承的同一侧；每一截面处的应变片采用全桥布置模式，即圆周表面0°和180°处各布置两片平行应变片，横截面上的4个应变片构成一组，组成全桥测试模式；步骤二盘动转子，测量转动过程中0°和180°处三个截面上应变片输出信号；试前先将转子连续盘动若干周；测试开始后，以若干周内的平均值作为相应角度处应变输出信号值，分别记为：S_i，0°,S_i，180°；步骤三由三截面应变信号计算三截面弯矩M_i：其中：E,W分别为转轴弹性模量和截面模量；对于圆轴而言，其中：D,d分别为圆轴外径和内径；步骤四建立待测轴段计算分析模型；将待测轴段视为连续梁，轴段自重作为均布质量；步骤五在中间应变测量截面处将轴断开，形成左、右两个单元体；在每个单元体内由已知的外载荷分布和应变截面所测弯矩，按材料力学中力和力矩平衡原理，各自列出2个方程如下：左端单元体：Q₁-q(L₁+L₂)-Q₂+F＝0Q1(L1+L2)-12q(L1+L2)2+FL2+M1-M2=0]]>右端单元体：Q₂-qL₃-Q₃＝0Q2L3-12qL32+M2-M3=0]]>方程组的个数为4个，未知数为轴承载荷F和三个应变测量截面处的剪力Q_i,i＝1,2，3；方程数和未知数个数相等，求得唯一解。