轉(zhuǎn)子—?dú)怏w軸承系統(tǒng)振動(dòng)特性的研究.pdf

1、靜壓氣體軸承在速度較高的機(jī)械系統(tǒng)上有著非常廣闊的應(yīng)用。具有配合精度較高、不用考慮摩擦功耗、使用壽命長(zhǎng)且內(nèi)部清潔等諸多優(yōu)點(diǎn),而低承載力、小阻尼是導(dǎo)致氣體軸承應(yīng)用受限的主要原因。轉(zhuǎn)子—?dú)怏w軸承系統(tǒng)有著復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性,而動(dòng)力學(xué)研究的核心是獲得氣體軸承的氣膜力。
　　本文首先采用Fluent軟件對(duì)垂直供氣氣體軸承進(jìn)行三維流場(chǎng)仿真,考慮轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、偏心、供氣孔數(shù)量、供氣孔直徑與供氣角度等因素對(duì)氣體軸承壓力分布的影響,得到不同轉(zhuǎn)速和偏心下的

2、氣體軸承的氣膜力。結(jié)果表明:對(duì)于本文研究的靜壓氣體軸承,在數(shù)值計(jì)算中采用SST與層流模型相結(jié)合的計(jì)算方式可以得到較好的收斂結(jié)果;雙排供氣孔下,氣體軸承流場(chǎng)穩(wěn)定與壓力分布均勻,可以得到較為穩(wěn)定的工作環(huán)境。軸承的偏心率、轉(zhuǎn)速、供氣孔數(shù)量、供氣方式、供氣孔直徑大小均對(duì)軸承的氣膜力等特性產(chǎn)生較大影響,需綜合考慮,合理設(shè)計(jì)。
　　考慮垂直供氣氣體軸承氣膜力,采用有限元法建立了該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型,采用QR分解法求解了氣膜支撐下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的

3、臨界轉(zhuǎn)速和振型;進(jìn)而采用Newmark逐步積分法計(jì)算了轉(zhuǎn)子結(jié)點(diǎn)的不平衡響應(yīng),通過(guò)分析轉(zhuǎn)子響應(yīng)的時(shí)間歷程圖、頻譜圖、軸心軌跡圖和幅頻特性曲線,對(duì)比給出了垂直供氣氣體軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的特點(diǎn)。結(jié)果表明3支點(diǎn)轉(zhuǎn)子—?dú)怏w軸承系統(tǒng)對(duì)渦輪端的不平衡量比較敏感,是該轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的重點(diǎn)。
　　搭建垂直供氣氣體軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)轉(zhuǎn)子的模態(tài)固有頻率進(jìn)行了測(cè)試,數(shù)值仿真與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比證實(shí)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)彎曲臨界轉(zhuǎn)速基本吻合,并對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)研究方案進(jìn)行了