高速轴承润滑特性及转子动力学实验分析
发布时间：2021-01-02 07:15
本文以高速气体轴承-转子系统为研究对象,考虑因为轴承的高转速使得轴承内的压力温度都在变化,高参数影响了轴承内的粘度变化,进而影响雷诺方程的求解。高速化导致转子不能只考虑刚性转子,需要加大对柔性转子的研究,高速化、高参数使得转子也会发生轴向变形,所以需要考虑柔性转子在高速条件下的变形和振动。本文主要研究内容如下:（1）基于粘度与温度、压力关系相图,定义了流体状态的六个区域:液态区域、气态区域、气液两相区域、超临界性能区域、液体超参数区域、气体亚参数区域,并考虑压力变化对粘度的影响,重新给出了典型区域粘度与温度、压力的近似表达式。通过数值计算方法,求解了变粘度条件下的雷诺方程,对比研究了不同状态润滑介质下,粘度不变模型和粘度变化模型对轴承内气膜压力分布和承载力影响;（2）基于流体微元与轴承结构特点,建立微元体受力平衡方程,给出轴承动压效应、挤压效应、动能效应、摩擦效应与刚度、可压缩数、轴承数的物理关系,进一步揭示润滑、承载与稳定性的机理;（3）以微型燃气轮机为工程背景,为了研究在高转速条件下,静压气体轴承支承的柔性转子的振动问题,首先建立了小孔节流静压气体轴承的雷诺方程,并给出对应的无量纲...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２空气粘度－温度流态相图??Ｆｉｇ２．２?Ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｉｒ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｆｌｏｗ??
图２．４液态空气粘度拟合图??Ｆｉｇ２．４?Ｆｉｔｔｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｑｕｉｄ?ａｉｒ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ??从图２．４可以发现本文得到的液态空气粘度公式与实际情况吻合的很好。??本文建立的液态空气粘度与压力、温度的关系式比较准确。本公式的适用范围??为压力０．５ＭＰａ？６ＭＰａ，温度８０Ｋ？１３１Ｋ内的液体空气。??２＿?１．２．２气态空气粘度特性??温粘特性相图中的气态空气区域Ｃ如图２．５（ａ）所示，同时画出气态空气粘度??关于温度的一阶导数和二阶导数如图２．５（ｂ）、图２．５（ｃ）所示。??１５??
可以发现：在固定压力不变的情况下，在远离临界点气态空气的粘度随着温??度的升高而升高，随着压力的升高而升高。在靠近临界点，粘度关于温度的导数??是负数，气态空气粘度随着温度的升高而下降，该区域被划分为气体亚参数区域。??对于于气态空气介质，粘性系数／／与温度７的关系可以用萨特兰公式表述［７５］：??／?＼３／２??＾?＝?＾?（２．３）??Ａｏ?ＵｏＪ?Ｔ?＋?Ｂ??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]小间隙下狭缝节流静压气体止推轴承静态性能的研究[J]. 孙昂,马文琦,刘慧贞. 机床与液压. 2017(13)
[2]小孔节流静压气体轴承承载力分析[J]. 程志勇,张燕平,张再峰,黄树红. 润滑与密封. 2017(05)
[3]径向间隙及加工工艺对气体箔片轴承性能的影响[J]. 冯凯,张俊,王法义. 航空动力学报. 2016(11)
[4]高速透平发电机自动降速故障试验研究[J]. 付忠广,边技超,杨金福,韩东江. 振动与冲击. 2015(07)
[5]气体轴承-转子系统典型振动特性分析[J]. 韩东江,杨金福,陈昌婷. 润滑与密封. 2014(03)
[6]狭缝节流径向气体静压轴承的结构设计研究[J]. 李欢欢,于贺春,马文琦,张国庆,赵惠英,李志强. 制造技术与机床. 2014(02)
[7]滑动轴承润滑分析中的边界条件[J]. 尹伟,段京华,孙军,施炜,柴晓辉. 轴承. 2013(12)
[8]气膜约束对轴系固有频率影响的试验[J]. 韩东江,杨金福,张占一. 航空动力学报. 2012(07)
[9]气体轴承转子系统低频耦合涡动特性控制的试验研究[J]. 郭俊,刘宝玉,杨金福,陈策. 润滑与密封. 2010(03)
[10]基于FLUENT的径向静压气体轴承的静态特性研究[J]. 于贺春,马文琦,王祖温,徐立芳. 润滑与密封. 2009(12)
博士论文
[1]高速涡轮轴系稳定性分析与实验研究[D]. 韩东江.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[2]水润滑复合橡胶尾轴承摩擦学问题研究[D]. 秦红玲.武汉理工大学 2012
[3]水润滑轴承数值仿真及其材料摩擦学性能研究[D]. 段海涛.机械科学研究总院 2011
[4]高速动静压混合气体轴承转子系统动力学特性研究[D]. 张广辉.哈尔滨工业大学 2010
[5]轴承—转子系统非线性动力学行为及其耦合调频技术研究[D]. 陈策.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2008
硕士论文
[1]高速透平膨胀制冷机转子振动特性实验研究[D]. 欧荣旭.华北电力大学(北京) 2017
[2]基于CFD的滑动轴承瞬态流场计算[D]. 于桂昌.浙江大学 2011
[3]动压气体轴承静、动态特性的研究[D]. 曹治军.西安理工大学 2010
[4]小孔节流静压气浮轴承—转子系统动力学特性研究[D]. 章正传.哈尔滨工业大学 2006
[5]含油轴承摩擦学性能研究[D]. 李至睿.浙江大学 2004
本文编号：2952907
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２空气粘度－温度流态相图??Ｆｉｇ２．２?Ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｉｒ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｆｌｏｗ??
图２．４液态空气粘度拟合图??Ｆｉｇ２．４?Ｆｉｔｔｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｑｕｉｄ?ａｉｒ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ??从图２．４可以发现本文得到的液态空气粘度公式与实际情况吻合的很好。??本文建立的液态空气粘度与压力、温度的关系式比较准确。本公式的适用范围??为压力０．５ＭＰａ？６ＭＰａ，温度８０Ｋ？１３１Ｋ内的液体空气。??２＿?１．２．２气态空气粘度特性??温粘特性相图中的气态空气区域Ｃ如图２．５（ａ）所示，同时画出气态空气粘度??关于温度的一阶导数和二阶导数如图２．５（ｂ）、图２．５（ｃ）所示。??１５??
可以发现：在固定压力不变的情况下，在远离临界点气态空气的粘度随着温??度的升高而升高，随着压力的升高而升高。在靠近临界点，粘度关于温度的导数??是负数，气态空气粘度随着温度的升高而下降，该区域被划分为气体亚参数区域。??对于于气态空气介质，粘性系数／／与温度７的关系可以用萨特兰公式表述［７５］：??／?＼３／２??＾?＝?＾?（２．３）??Ａｏ?ＵｏＪ?Ｔ?＋?Ｂ??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]小间隙下狭缝节流静压气体止推轴承静态性能的研究[J]. 孙昂,马文琦,刘慧贞. 机床与液压. 2017(13)
[2]小孔节流静压气体轴承承载力分析[J]. 程志勇,张燕平,张再峰,黄树红. 润滑与密封. 2017(05)
[3]径向间隙及加工工艺对气体箔片轴承性能的影响[J]. 冯凯,张俊,王法义. 航空动力学报. 2016(11)
[4]高速透平发电机自动降速故障试验研究[J]. 付忠广,边技超,杨金福,韩东江. 振动与冲击. 2015(07)
[5]气体轴承-转子系统典型振动特性分析[J]. 韩东江,杨金福,陈昌婷. 润滑与密封. 2014(03)
[6]狭缝节流径向气体静压轴承的结构设计研究[J]. 李欢欢,于贺春,马文琦,张国庆,赵惠英,李志强. 制造技术与机床. 2014(02)
[7]滑动轴承润滑分析中的边界条件[J]. 尹伟,段京华,孙军,施炜,柴晓辉. 轴承. 2013(12)
[8]气膜约束对轴系固有频率影响的试验[J]. 韩东江,杨金福,张占一. 航空动力学报. 2012(07)
[9]气体轴承转子系统低频耦合涡动特性控制的试验研究[J]. 郭俊,刘宝玉,杨金福,陈策. 润滑与密封. 2010(03)
[10]基于FLUENT的径向静压气体轴承的静态特性研究[J]. 于贺春,马文琦,王祖温,徐立芳. 润滑与密封. 2009(12)
博士论文
[1]高速涡轮轴系稳定性分析与实验研究[D]. 韩东江.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[2]水润滑复合橡胶尾轴承摩擦学问题研究[D]. 秦红玲.武汉理工大学 2012
[3]水润滑轴承数值仿真及其材料摩擦学性能研究[D]. 段海涛.机械科学研究总院 2011
[4]高速动静压混合气体轴承转子系统动力学特性研究[D]. 张广辉.哈尔滨工业大学 2010
[5]轴承—转子系统非线性动力学行为及其耦合调频技术研究[D]. 陈策.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2008
硕士论文
[1]高速透平膨胀制冷机转子振动特性实验研究[D]. 欧荣旭.华北电力大学(北京) 2017
[2]基于CFD的滑动轴承瞬态流场计算[D]. 于桂昌.浙江大学 2011
[3]动压气体轴承静、动态特性的研究[D]. 曹治军.西安理工大学 2010
[4]小孔节流静压气浮轴承—转子系统动力学特性研究[D]. 章正传.哈尔滨工业大学 2006
[5]含油轴承摩擦学性能研究[D]. 李至睿.浙江大学 2004
本文编号：2952907
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/2952907.html
