滑动轴承支承碰摩转子系统研究及实验测试

发布时间：2017-09-05 14:14

  本文关键词：滑动轴承支承碰摩转子系统研究及实验测试

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【摘要】：随着旋转机械性能的不断提高,转子与静子间的间隙越来越小,旋转机械常发生动、静子碰摩。从国内外最近发生的由碰摩而造成的重大损失来看,碰摩转子的研究任重而道远,研究和预防转子碰摩具有重大的现实意义。本课题通过对柔性转子建立碰摩运动模型,然后求解碰摩运动方程并仿真,最后计算了参数作用下的轴承轴心轨迹。通过不同参数下的比较,揭示了周期,拟周期等转子的运动形态。文章研究了数据采集及信号处理的相关理论,利用虚拟仪器技术,编写了数据采集和分析系统并对碰摩转子平台进行数据采集和分析。文章主要结构如下： 1、建立柔性系统碰摩转子模型,通过求解雷诺方程和碰摩运动方程,计算得到了轴承的非线性轴心轨迹。介绍了轴承的动特性系数,并利用偏导数法求解了碰摩转子运动一周的油膜刚性系数和阻尼系数的变化情况。 2、在求解运动方程的过程中,需要用到轴的阻尼系数等参数,因此作者设计了测量轴阻尼系数的实验,用稳态正弦法和自由衰减法这两种方法分别对轴阻尼系数进行测定,结果显示这两种方法测定结果具有一致性。 3、研究不同因素影响下的转子轴心轨迹。计算了偏心率ε=0.2,转速ω在2500r/min至(?)20000r/min变化过程中的分叉图,并得到了在不同转速下的轴心轨迹及Poincare映射。计算了ω=4000r/min,转子系统随偏心量ε=[0,0.4]范围内变化的分叉图。 4、研究数据采集及信号处理的相关理论,利用虚拟仪器技术编写转子平台数据采集分析软件。主要包括以下几个模块：数据采集模块、信号预处理模块、信号分析模块及数据管理模块。数据采集模块主要是对双通道的转子轴心轨迹进行采集；信号预处理模块主要是利用EMD处理算法去除信号中的噪声；信号分析模块主要是对信号进行时域、频域、时频域分析。为了观察转子升速和降速时的情况,我们为本软件编写了时频域分析模块。 5、在碰摩转子试验平台上测试软件及采集实际的轴心轨迹,利用实验数据与理论计算的数据进行了对比分析,分析结果表明,理论与实验结果具有一致性,验证了本文前面理论的正确性。
【关键词】：碰摩转子 信号采集 Labview编程 碰摩试验台
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.31;TP274
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 课题提出的背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 碰摩转子的理论研究14-15
• 1.2.2 碰摩转子试验研究15-16
• 1.2.3 实验信号的处理研究16-18
• 1.2.4 虚拟仪器技术18-19
• 1.3 课题提出的意义19
• 1.4 课题研究内容与方法19-21
• 第2章 碰摩转子模型建立与仿真21-33
• 2.1 转子平台结构简介21-22
• 2.1.1 转子平台结构21
• 2.1.2 转子平台基本参数21-22
• 2.2 分析模型的建立22-25
• 2.2.1 油膜力计算22-23
• 2.2.2 碰摩力计算23-24
• 2.2.3 运动方程的建立24-25
• 2.3 转子系统临界转速的确定25-26
• 2.3.1 理论计算转子临界转速25-26
• 2.3.2 实验测量转子临界转速26
• 2.4 非线性碰摩轴心轨迹的仿真26-30
• 2.4.1 仿真程序编写基本步骤27-28
• 2.4.2 仿真结果28-30
• 2.5 碰摩转子动特性分析30-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 转轴阻尼系数测定33-43
• 3.1 实验原理简介33-34
• 3.2 硬件和软件简介34-37
• 3.2.1 实验平台简介34-35
• 3.2.2 硬件仪器简介35-36
• 3.2.3 软件平台简介36-37
• 3.3 实验步骤37-38
• 3.4 阻尼系数的测定38
• 3.5 自由衰减法测阻尼系数38-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第4章 系统参数变化分叉行为研究43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 转速对轴心轨迹影响43-48
• 4.2.1 转速为参数分义研究43-45
• 4.2.2 轨迹分析45-48
• 4.3 不平衡质量对轴心轨迹的影响48-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第5章 碰摩信号分析处理研究51-65
• 5.1 Labview软件及轴心采集系统简介51-52
• 5.2 信号的采集程序模块设计52-53
• 5.3 信号预处理模块53-57
• 5.3.1 经验模式分解基本理论53-54
• 5.3.2 经验模式分解与滤波处理的对比54-57
• 5.4 信号分析模块设计57-64
• 5.4.1 信号时域分析模块设计57-60
• 5.4.2 信号的频域分析60-62
• 5.4.3 信号时频分析模块设计62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 碰摩转子轴心轨迹实验研究65-73
• 6.1 实验硬件配置65-68
• 6.2 采集软件介绍68-69
• 6.3 轴心轨迹的采集、处理及分析69-71
• 6.4 本章小结71-73
• 结论与展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士期间取得的研究成果79-81
• 致谢81-82
• 附件82

【参考文献】

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本文编号：798459