铜蜗轮蜗杆轴疲劳轴承损伤及支撑松动等问题

       针对核电厂CFI鼓网驱动机组在频繁启停与变速工况下易出现的铜蜗轮蜗杆轴疲劳、轴承损伤及支撑松动等问题，基于有限元分析与Motion建立两级铜蜗轮蜗杆一轴系一轴承一支撑藕合模型，结合结构模态与多体动力学分析其振动响应。在低速、中速和高速3种工况下，提取一级、二级铜蜗轮蜗杆关健轴承测点的速度、加速度、支撑反力及转速信号，同时开展FFT分析。结果表明，一级传动理论啮合频率为18.15147.05Hz，二级传动为1.1349.191Hz频谱主峰主要分布在啮合频率及其倍频附近;一级传动以中高频啮合响应为主，二级传动更易受低频支撑柔度与结构模态藕合影响。相比速度谱，加速度谱对啮合激励、倍频成分及冲击响应更敏感，更适用于铜蜗轮蜗杆振动特征识别;速度谱则更适于表征不同测点振动强弱及运行平稳性。研究结果可为CFI鼓网驱动机组的测点布置、故障预警与结构优化提供依据。CFI系统是核电机组最终热阱的关键设施，鼓网驱动机组运行可靠性决定了机组安全性与经济性。鼓网驱动机组的传动链包括电机、两级铜蜗轮蜗杆、连接轴、轴承及机座支撑等部件。现场故障主要有铜蜗轮蜗杆轴疲劳、轴承损伤和支撑连接松动，其本质通常并非单一部件失效，而是啮合激励、轴承支撑与箱体模态共同作用下的系统响应，仅依赖现场振动超标信息难以解释激励来源及传递路径。针对上述问题，文章基于有限元分析与联合仿真方法，建立CFI鼓网驱动机组的结构模态与多体动力学模型，分析一级和二级铜蜗轮蜗杆在低、中、高速工况下的振动时频特征，并结合频谱主峰、转速趋势及支撑反力等提炼可用于监测与诊断的关键指标。研究对象为CFI鼓网驱动机组中的两级铜蜗轮蜗杆减速单元。一级铜蜗轮蜗杆由电机直接驱动，一级铜蜗轮蜗杆与中间轴刚性连接，中间轴同时作为二级铜蜗轮蜗杆输入端，进一步驱动二级铜蜗轮蜗杆输出。低速/高速输入轴均采用SKF圆锥滚子轴承支撑，一级铜蜗轮蜗杆轴采用FAG圆锥滚子轴承，二级铜蜗轮蜗杆轴采用FAG深沟球轴承。传动机构模型及轴承型号。http://www.zbdongxing.com/