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新型径向动压波箔气体轴承的动态性能实验研究

发布时间:2018-01-18 06:37

  本文关键词:新型径向动压波箔气体轴承的动态性能实验研究 出处:《南京航空航天大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 波箔轴承 气体动压 实验研究 激振频率 动特性系数


【摘要】:波箔轴承作为传统气体动压轴承的最新一代的继承者,以其高转速、高承载力及良好的稳定性被广泛应用在现代旋转机械中。随着科技快速发展,人们对波箔轴承的服役要求变得越来越高,对轴承抵御扰动的能力也提出了更高的要求。新型波箔轴承通过箔片结构上的调整,提高了轴承综合性能。本文以新型分离式波箔轴承动特性实验研究为主,建立实验台,研究不同扰动工况对轴承动特性的影响规律。在考虑摩擦的条件下采用多自由度梁单元建立了波箔片变形分析模型,通过对模型的求解获得箔片的静变形,为轴承箔片静刚度的精确求解提供支持。同时,设计箔片静刚度测试实验台,测试、比较了不同材料、结构及固定方式对箔片静刚度的影响,并将实验结果与理论计算结果进行对比。研究表明,箔片的材料、结构及固定方式都会对其静刚度产生很大影响,所建立的箔片静刚度求解模型计算结果和实验数据一致。改进径向动压波箔轴承动、静特性测试实验台,选取不同材料和结构的箔片轴承作为研究对象,测试了轴承的静态及动态性能。对轴承偏位角及静刚度进行了计算,通过实验测量轴承的静态偏位角、静刚度及摩擦转矩;应用最小二乘法与线性叠加法建立轴承动特性系数提取模型,测试了轴承在动态扰动下的刚度和阻尼系数、轴心轨迹。在转子静止状态下对箔片的动特性系数也进行了测量,并与轴承的对应项进行比较。通过对实验结果的分析,研究了激振频率、静态载荷及轴颈转速对轴承动态性能的影响。实验结果表明,轴承的静态偏位角、摩擦转矩受静载荷影响较大,激振频率、轴颈转速及静态载荷对轴承的动特性系数及轴心涡动影响显著。通过实验研究所得箔片静刚度、动刚度以及轴承动特性数据可为新型径向波箔轴承的设计提供一些重要参考。
[Abstract]:As the successor of the latest generation of traditional pneumatic hydrodynamic bearings, wave foil bearings are widely used in modern rotating machinery with its high speed, high bearing capacity and good stability. With the rapid development of science and technology. The service requirement of the foil bearing is becoming higher and higher, and the ability of resisting the disturbance of the bearing is higher and higher. The new type of foil bearing is adjusted through the foil structure. The comprehensive performance of the bearing has been improved. In this paper, the experimental research on the dynamic characteristics of a new type of split foil bearing has been carried out, and the experimental bench has been established. The influence of different disturbance conditions on the dynamic characteristics of bearing is studied. The deformation analysis model of wave foil is established by using multi-degree-of-freedom beam element under the condition of friction, and the static deformation of foil is obtained by solving the model. At the same time, a foil static stiffness test bench was designed to test and compare the influence of different materials, structure and fixed ways on the static stiffness of foil. The experimental results are compared with the theoretical results. The results show that the material, structure and fixing mode of foil have great influence on its static stiffness. The calculated results of the static stiffness model are consistent with the experimental data. The dynamic and static characteristics of the radial dynamic wave foil bearing are improved and the foil bearing with different materials and structures is selected as the research object. The static and dynamic performances of the bearing are tested. The deflection angle and stiffness of the bearing are calculated and the static deflection angle, static stiffness and friction torque of the bearing are measured experimentally. The dynamic coefficient extraction model of bearing is established by least square method and linear superposition method. The stiffness and damping coefficient of bearing under dynamic disturbance are tested. The dynamic characteristic coefficient of foil is also measured in the rotor static state, and compared with the corresponding term of bearing. The exciting frequency is studied by analyzing the experimental results. The influence of static load and journal speed on the dynamic performance of bearing. The experimental results show that the static deflection angle and friction torque of the bearing are greatly affected by static load, and the exciting frequency is greatly affected by the static deflection angle and friction torque of the bearing. The influence of journal speed and static load on the dynamic characteristic coefficient and axial vortex of bearing is significant. The static stiffness of foil is obtained by experiment. The data of dynamic stiffness and bearing dynamic characteristics can provide some important references for the design of new radial wave foil bearings.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH133.3

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本文编号:1439886

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