高速滑动轴承—转子系统动力学稳定性分析与试验验证

发布时间：2017-05-02 03:01

  本文关键词：高速滑动轴承—转子系统动力学稳定性分析与试验验证，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业的发展,旋转机械的转速越来越高、负载不断增加,性能要求越来越高,滚动轴承性能可能达不到设计要求,此时滑动轴承以其承载能力强、动压油膜能承受一定的冲击等优势成为设计人员的首选。但是当机器高速运行时,滑动轴承动压油膜的涡动可能导致转子系统产生振动。振动往往会产生噪音,造成能量损失,进而降低旋转机械的效率;严重的可能会造成破坏性的后果。因此,高速滑动轴承?转子系统动力学稳定性分析以及如何优化、监测高速滑动轴承?转子系统动力学稳定性成为研制高速传动系统的重要课题。本文以高速减速齿轮箱为研究对象,首先对滑动轴承的动静态特性分析,然后根据动力学原理,对高速滑动轴承?转子系统进行动力学稳定性分析,并计算转子系统临界转速。最后,对该高速齿轮箱进行动力学仿真和振动测试试验,验证高速滑动轴承?转子系统动力学稳定性和传动系统整体的动力学性能。主要研究内容如下:(1)根据工程流体力学的相关理论,分析滑动轴承的动静态特性,并根据动压油膜的边界条件得出动态油膜力以及滑动轴承的刚度矩阵和阻尼矩阵;(2)滑动轴承动压油膜力是引起高速滑动轴承?转子系统运动失稳的主要原因,因此对动压油膜引起的失稳运动进行理论分析;(3)基于集中质量法,将高速滑动轴承?转子系统简化为多圆盘转子系统,并根据转子动力学的相关理论,考虑轴承座的刚度、滑动轴承动压油膜的刚度矩阵和陀螺效应的影响,得出该转子系统的刚度矩阵和质量矩阵,建立转子系统运动微分方程;(4)对于高速滑动轴承?转子系统,陀螺效应对其临界转速影响较大,综合考虑陀螺效应和滑动轴承支承刚度的影响,求解该转子系统临界转速,并分析临界转速对系统结构参数变化的敏感性;(5)根据综合模态法,运用动力学软件对减速齿轮箱进行动力学分析,通过虚拟传感器监测高速轴的振动情况。最后通过振动测试装置,对减速齿轮箱进行振动测试试验,验证高速转子的动力学稳定性及整个系统的动力学特性正确性。
【关键词】：滑动轴承 动静态特性 稳定性 临界转速 振动测试
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH113
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题来源9
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势9-11
• 1.2.1 滑动轴承国内外研究现状9-10
• 1.2.2 高速滑动轴承?转子系统动力学分析国内外研究现状10-11
• 1.3 研究意义及主要研究方法11-12
• 1.3.1 本课题研究的意义11-12
• 1.3.2 本课题主要研究方法12
• 1.4 本文的研究内容12-14
• 第2章 滑动轴承动静态特性分析14-29
• 2.1 滑动轴承动压润滑原理14-16
• 2.1.1 雷诺方程14-16
• 2.2 滑动轴承静态特性16-25
• 2.2.1 无限宽滑动轴承静态特性16-20
• 2.2.2 短滑动轴承静态特性20-21
• 2.2.3 有限宽滑动轴承的静态特性21-25
• 2.3 滑动轴承动态特性25-28
• 2.3.1 基于二维雷诺方程滑动轴承动态油膜力25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 高速滑动轴承?转子系统动力学系统稳定性29-51
• 3.1 油膜力失稳分析29-39
• 3.1.1 油膜力失稳机理29-37
• 3.1.2 高速滑动轴承-转子系统失稳敏感性分析37-39
• 3.2 陀螺效应对高速转子临界转速的影响39-46
• 3.2.1 陀螺效应概述39-42
• 3.2.2 多圆盘转子系统的临界转速42-46
• 3.3 多转子系统46-47
• 3.4 敏感性分析47-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 高速减速齿轮箱转子系统动力学分析51-55
• 4.1 高速减速齿轮箱模型51-52
• 4.2 高速转子系统动力学分析52-53
• 4.3 高速滑动轴承-转子系统的动力学特性监测53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 高速滑动轴承-转子系统动力学仿真及试验验证55-68
• 5.1 动力学仿真软件简介55-56
• 5.2 动力学仿真建模原理56
• 5.3 动力学仿真模型建立56-59
• 5.4 高速滑动轴承-转子系统振动测试试验59-60
• 5.5 仿真结果与试验结果分析60-67
• 5.6 本章小结67-68
• 第6章 结论与展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况73

【共引文献】

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