油润滑多叶波箔型箔片轴承动力学特性研究

发布时间：2017-03-19 22:07

  本文关键词：油润滑多叶波箔型箔片轴承动力学特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于其弹性表面,与传统轴承相比,箔片轴承具有诸多优点,已被应用到航空航天等领域中。但是,针对箔片轴承的研究多以气体润滑为主,而在某些特定环境中,不得不以油作为润滑流体时,对油润滑箔片轴承的研究就显得很有必要。结合多叶箔片轴承和波箔型箔片轴承的结构形式,本文提出了新型的油润滑多叶波箔型箔片轴承的结构。本文主要研究计算分析油润滑多叶波箔型箔片轴承的静态特性和动态特性,并搭建了试验台,测量并识别所设计轴承的动态系数,与理论计算进行分析对比。首先,对油润滑多叶波箔型箔片轴承进行物理建模。分析所设计油润滑多叶波箔型箔片轴承的几何结构,建立了油膜厚度表达公式,同时推导了油润滑多叶波箔型箔片轴承的雷诺方程,并通过有限差分法和松弛迭代法进行耦合求解,与相关文献对比验证数值方法和程序的正确性。结果表明,本章所采用的建模和仿真算法能够较好的描述轴承油膜的流动特性。其次,通过耦合求解雷诺方程和箔片变形方程,获得了多叶波箔型箔片轴承的静态特性,分析了转速、偏心率、偏位角、箔片厚度等对轴承静态特性的影响,并获得箔片轴承的平衡半圆。最后通过小扰动法获得了轴承的八个动力学系数。然后,根据计算获得的八个轴承动力学系数,建立了油润滑多叶波箔型箔片轴承-转子系统的实际模型。采用有限单元法,计算获得系统的临界转速和不平衡响应。获得了箔片轴承-转子系统的临界转速,同时计算滚动轴承-转子系统的临界转速,验证了试验采用转子为刚性转子。最后,设计加工轴承以及动态参数测量试验台,测量两组互不相关的数据通过识别算法进行处理获得实际设计轴承的动态系数,并与理论计算进行分析对比。分析误差产生原因。
【关键词】：油润滑多叶波箔型箔片轴承 静态和动态特性 轴承-转子系统 箔片轴承动态特性研究试验台 识别算法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 箔片轴承的几个结构类型9-14
• 1.3 油润滑波箔型箔片轴承研究现状14-19
• 1.3.1 国外研究现状14-18
• 1.3.2 国内研究进展18-19
• 1.4 本文的主要研究内容19-20
• 第2章 油润滑多叶波箔型箔片轴承物理建模20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 多叶波箔型箔片轴承几何结构及工作原理20-21
• 2.3 油润滑多叶波箔型箔片轴承数值计算21-25
• 2.3.1 油润滑多叶波箔型箔片轴承雷诺方程21-22
• 2.3.2 雷诺方程的差分形式22-24
• 2.3.3 油膜边界条件24
• 2.3.4 油润滑多叶波箔型箔片轴承数值求解24-25
• 2.4 计算结果分析验证25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 油润滑多叶波箔型箔片轴承特性分析27-52
• 3.1 引言27
• 3.2 油润滑多叶波箔型箔片轴承静态特性计算分析27-45
• 3.2.1 油润滑圆柱瓦轴承静态特性分析27-29
• 3.2.2 油润滑单波箔箔片轴承静态特性29-32
• 3.2.3 油润滑双波箔箔片轴承静态特性32-42
• 3.2.4 油润滑双波箔箔片轴承平衡半圆42-45
• 3.3 油润滑多叶波箔型箔片轴承动态特性计算分析45-50
• 3.3.1 雷诺方程的小扰动处理45-47
• 3.3.2 箔片变形与油膜厚度及压力的关系47-48
• 3.3.3 数值求解边界条件48-49
• 3.3.4 刚度阻尼系数49-50
• 3.4 油润滑多叶波箔型箔片轴承动态特性分析50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 油润滑多叶波箔型箔片轴承-转子系统特性分析52-59
• 4.1 引言52
• 4.2 油润滑多叶波箔型箔片轴承-转子系统临界转速分析52-57
• 4.2.1 箔片轴承-转子系统频率方程52-54
• 4.2.2 单元节点的划分54-55
• 4.2.3 转子系统临界转速计算55-57
• 4.3 滚动轴承-转子系统临界转速57-58
• 4.3.1 单元节点的划分57-58
• 4.3.2 滚动轴承-转子系统临界转速58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 油润滑多叶波箔型箔片轴承特性试验研究59-73
• 5.1 引言59
• 5.2 多叶波箔型箔片轴承动力学系数测量试验台设计59-66
• 5.2.1 刚性转子支撑方式设计60-61
• 5.2.2 轴承的安装及调节61-62
• 5.2.3 转子驱动系统62-63
• 5.2.4 轴承加载系统63
• 5.2.5 数据测量系统63-65
• 5.2.6 数据存储和初步处理系统65-66
• 5.3 多叶波箔型箔片轴承动力学系数试验识别算法66-67
• 5.4 多叶波箔型箔片轴承动力学系数试验研究67-72
• 5.4.1 试验数据的选取以及傅里叶变换68-71
• 5.4.2 试验研究激振频率对轴承动态系数的影响71-72
• 5.5 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果79-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 姚海;箔片式动压气体轴承在低温透平机械中的应用与研究[J];低温工程;1998年03期

2 虞烈,戚社苗,耿海鹏;弹性箔片空气动压轴承的完全气弹润滑解[J];中国科学E辑:工程科学 材料科学;2005年07期

3 杨利花;石建华;刘恒;虞烈;;弹性箔片动压径向气体轴承动特性的实验研究[J];摩擦学学报;2006年04期

4 侯予,熊联友,王瑾,刘井龙,陈纯正;箔片式动压径向气体轴承的发展[J];润滑与密封;2000年02期

  本文关键词：油润滑多叶波箔型箔片轴承动力学特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：256669