柔性转子动挠度对滑动轴承转子系统动态特性的影响

发布时间：2017-09-21 20:19

  本文关键词：柔性转子动挠度对滑动轴承转子系统动态特性的影响

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【摘要】：径向滑动轴承柔性转子系统的非线性动力学的静动特性进行了分析与研究,在此领域里研究比较多的是滑动轴承的油膜力、磁轴承的电磁力等,其中研究最为突出的是非线性滑动轴承的油膜力。本文主要是以径向滑动轴承轴颈的倾斜转动为研究对象,对滑动轴承转子系统的不平衡响应和轴承转子系统的稳定特性进行了分析与研究。该轴承模型是刚性单圆盘被安装在柔性转轴上,转轴的两端安装在两个独立的非线性油膜径向滑动轴承中,该模型以雷诺方程为基础通过有限差分方法求解该模型。在普通滑动轴承中建立滑动轴承油膜力的力学模型,流体力学中雷诺方程通过数值计算方法中的有限差分法迭代求解,获得径向滑动轴承的油膜压力分布,对径向滑动轴承油膜压力分布进行积分求得径向滑动轴承的支撑反力。根据牛顿定律,径向滑动轴承支撑反力的获得能够求得滑动轴承的轴颈在任意位置的加速度、速度及位移,径向滑动轴承的轴心运动轨迹通过上面的结果获得相应的轴心运动轨迹。根据径向滑动轴承的轴心运动轨迹的收敛、发散的条件求得径向滑动轴承的临界转速。得到的临界转速只是在具体参数下得到的结果,不具有普遍意义。在运用徐武彬教授提出的无量纲运行参数Op得到径向滑动轴承的稳定性临界曲线,具有普遍的使用意义。在上面的理论基础上,径向滑动轴承柔性转子系统中的动挠度对轴承转子的静动特性进行动力学分析与研究。径向滑动轴承转轴在运行过程中发生转轴的弹性变形,因此轴承的轴颈在滑动轴承轴瓦孔中发生相应的倾斜转动。轴承轴颈的运动类型是平面运动和倾斜运动的叠加,所以动力学对径向滑动轴承进行研究时对这两种运动分别进行数学建模和力学建模,分析径向滑动轴承在水平方向和垂直方向的扰动量对轴承动特性的影响。分别从水平方向和垂直方向的扰动增量来分析轴颈在任意位置时的加速度、速度及位移,滑动轴承的轴心轨迹通过上面的分析获得相应的因水平方向和垂直方向的扰动增量而变化的轴心运行轨迹。根据径向滑动轴承的轴心运动轨迹的收敛与发散的条件获得滑动轴承的临界转速。最后运徐武彬教授提出的无量纲运行参数Op得到轴承稳定性临界曲线,且具备普遍性意义。
【关键词】：滑动轴承 油膜力 柔性转子 动态偏移
【学位授予单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.31
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题研究的背景与研究的意义9-10
• 1.2 滑动轴承国内外的研究现状10-17
• 1.2.1 有限差分方法求解雷诺方程的国内外研究现状10-11
• 1.2.2 柔性转子对轴承转子系统影响的国内外研究现状11-14
• 1.2.3 轴承油膜模型的动态系数的国内外研究现状14-15
• 1.2.4 柔性转子对轴承转子系统的静动特性研究的国内外研究现状15-17
• 1.3 主要研究内容17-18
• 第二章普通滑动轴承动力学分析18-39
• 2.1 滑动轴承的基础知识18-20
• 2.1.1 滑动轴承的工作原理18-19
• 2.1.2 雷诺方程介绍19-20
• 2.2 普通滑动轴承的动力学模型20-23
• 2.2.1 滑动轴承油膜厚度的计算21-22
• 2.2.2 姿态角的定义22-23
• 2.3 普通滑动轴承的轴心轨迹计算23-38
• 2.3.1 普通滑动轴承油膜压力计算23-24
• 2.3.2 雷诺方程的差分方程及迭代方法24-27
• 2.3.3 油膜力的计算27-28
• 2.3.4 稳态特性28-31
• 2.3.5 油膜速度计算31-32
• 2.3.6 轴心轨迹的计算32-34
• 2.3.7 临界转速的判定34-37
• 2.3.8 稳定性的临界转速37-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 柔性转子的动力学分析39-44
• 3.1 动力学方程39-42
• 3.2 本章小结42-44
• 第四章 柔性转子油膜力的计算44-70
• 4.1 雷诺方程44
• 4.2 滑动轴承柔性转子的油膜力计算44-49
• 4.2.1 有限差分方法44-47
• 4.2.2 滑动轴承柔性转轴倾斜角度的计算47-49
• 4.3 滑动轴承轴颈的速度计算49-69
• 4.3.1 滑动轴承静态时的速度计算49
• 4.3.2 平移运动49-51
• 4.3.3 滑动轴承的锥运动51-53
• 4.3.4 滑动轴承柔性转子系统的油膜力计算53-57
• 4.3.5 柔性转子系统的稳态特性57-61
• 4.3.6 滑动轴承柔性转子的轴心轨迹61-62
• 4.3.7 滑动轴承柔转子的临界转速判定62-66
• 4.3.8 滑动轴承柔性转子系统稳定性临界曲线66-68
• 4.3.9 滑动轴承柔性转子系统稳定的轴心曲线68-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第五章 结果分析70-79
• 5.1 实验装置介绍70-71
• 5.2 理论系统可靠性验证71-77
• 5.3 稳定性临界曲线验证77
• 5.4 本章小结77-79
• 第六章 结论79-80
• 参考文献80-83
• 发表论文和参加科研情况83-84
• 致谢84

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本文编号：896654