柔性鉸鏈可傾瓦動(dòng)壓軸承軸心軌跡的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、可傾瓦軸承是滑動(dòng)軸承的一種，其具有噪音小、摩擦功耗小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點(diǎn)，但這種軸承因結(jié)構(gòu)缺陷而造成了大量的事故，因此需要對其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。柔性鉸鏈可傾瓦軸承是一種新形式的可傾瓦軸承，將軸瓦與軸承主體通過柔性鉸鏈連接，進(jìn)行一體化加工，代替擺動(dòng)支點(diǎn)，既摒棄了普通可傾瓦軸承的機(jī)構(gòu)復(fù)雜、非承載瓦空載時(shí)具有不穩(wěn)定性等諸多缺點(diǎn)，同時(shí)具備了它的各種優(yōu)良特性，具有明顯的優(yōu)勢。本論文基于柔性鉸鏈可傾瓦軸承，對柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)、軸承動(dòng)靜特性及實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡

2、的主動(dòng)控制方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并利用實(shí)驗(yàn)臺得出了轉(zhuǎn)子的非線性軸心軌跡。主要的研究內(nèi)容有以下幾點(diǎn):
　　首先，本文通過有限差分方法根據(jù)雷諾方程計(jì)算了軸承的油膜壓力分布與油膜合力。運(yùn)用三維制圖軟件對軸瓦鉸鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，并使用有限元法分析了其固有頻率等結(jié)構(gòu)特性，然后用實(shí)驗(yàn)的方法測量了軸瓦的固有頻率，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬仿真結(jié)果進(jìn)行對比，最終得到了柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)剛度與阻尼系數(shù)。
　　其次，本文基于柔性鉸鏈可傾瓦軸承轉(zhuǎn)子重力、非線性油膜

3、力以及所受動(dòng)載荷建立了轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)模型，運(yùn)用歐拉算法得出了轉(zhuǎn)子在一段時(shí)間內(nèi)完整的非線性軸心軌跡，同時(shí)運(yùn)用四階五級Runge-Kutta-Felhberg算法得出了四個(gè)軸瓦的擺動(dòng)規(guī)律。在考慮軸瓦擺動(dòng)自由度的前提下計(jì)算出了軸承的八個(gè)折合動(dòng)特性系數(shù)，并將非線性軸心軌跡與動(dòng)特性的計(jì)算方法結(jié)合，計(jì)算出了系統(tǒng)在特定工況前提下的隨時(shí)間變化的動(dòng)特性系數(shù)，即連續(xù)動(dòng)特性。
　　然后，本文提出了在軸瓦瓦背安裝壓電致動(dòng)裝置的主動(dòng)控制方法。通過控制軸瓦擺角抑制

4、轉(zhuǎn)子振動(dòng)。計(jì)算了軸瓦擺角規(guī)律改變對非線性軸心軌跡的影響，并推導(dǎo)了壓電裝置施加控制力與軸瓦擺角的關(guān)系。提出了基于預(yù)定軸心軌跡的軸瓦擺角計(jì)算方法，根據(jù)預(yù)定軌跡計(jì)算出了特定軸瓦的擺動(dòng)規(guī)律，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　最后，本文搭建了柔性鉸鏈可傾瓦軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺，運(yùn)用電渦流傳感器和測試儀器對不同轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子的非線性軸心軌跡進(jìn)行了測試，并通過設(shè)計(jì)濾波器對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理，得出了實(shí)際工況條件下的非線性軸心軌跡。
　　本文的研究對柔性