流體動力潤滑及軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文根據(jù)流體動力潤滑理論，主要研究了徑向滑動軸承流固耦合運動機理及軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。以Reynolds方程的結(jié)構(gòu)分析與近似解析求解為基礎(chǔ)，以滑動軸承動態(tài)油膜力的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及應(yīng)用條件為重點，結(jié)合旋轉(zhuǎn)機械的工程實際問題和軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的模型試驗分析，詳細地分析與研究了軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)、運動狀態(tài)及運動行為三者之間的耦合關(guān)系，同時也提出了一些新的研究理論及方法。應(yīng)用這些理論與方法，能夠很有效地解決軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)存在的軸承潤滑及穩(wěn)定性方面

2、的工程實際問題，并明確地提出了該領(lǐng)域進一步分析與研究的發(fā)展方向。 首次提出了一種滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的判別準則以及耦合調(diào)頻的新技術(shù)，同時給出了渦動耦合激振、非線性耦合振動位移極限環(huán)的分析方法，闡明了非線性動態(tài)油膜力作用與軸承失穩(wěn)機理的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)合軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的低頻渦動、油膜振蕩等問題的分析與探討，證明了該技術(shù)的正確性和實用性，進一步通過200MW汽輪機低壓軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)值模擬計算，單跨軸承轉(zhuǎn)子系試驗和100KW微型燃機

3、振動故障的處理，對這一技術(shù)進行了很好的驗證。 根據(jù)軸承流固耦合動態(tài)油膜力的解析模型和單跨單圓盤軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的解構(gòu)分析，首次給出了系統(tǒng)“等效剛度”和軸承油膜阻尼的動態(tài)表達式，以及油膜動力特征系數(shù)與油膜阻尼系數(shù)之間的關(guān)系。結(jié)合單跨軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的模型試驗分析，進一步闡明了軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)流固耦合作用和油膜渦動狀態(tài)與振蕩行為產(chǎn)生的機理，以及軸承水平、垂直剛度不一致引起的轉(zhuǎn)子運動和行為相互影響的雙低頻結(jié)果，尤其是在軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)起停過程中，明確

4、地解釋了油膜振蕩起停遲滯和“鎖頻”及雙低頻現(xiàn)象，以及分岔圖上的結(jié)果和三維軸心軌跡圖的變化過程。 根據(jù)流體邊界層的非線性動力滑理論，結(jié)合Reynolds方程的解析求解，給出了徑向滑動軸承一般形式的動態(tài)油膜力解析解和相應(yīng)π油膜力分解的表達式，同時結(jié)合動態(tài)邊界方程分析，給出了滿足極限壓力邊界條件(limr=r0＞＞h1/μ/()p/()ψ)的動態(tài)邊界方程的解析解，較好地解決了動態(tài)油膜力的邊界分析與計算問題。 通過幾種典型徑向滑