滾動軸承和滑動軸承聯(lián)合作用下不對中轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的動力學(xué)研究.pdf

1、在轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)中，由于制造、安裝和運(yùn)行環(huán)境的影響，不對中是不可避免的。不對中狀態(tài)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動能引起機(jī)械的振動、軸承的磨損和軸的撓曲變形等，對系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行危害極大。因此研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不對中量對軸承的動靜特性、系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速、穩(wěn)定性和不平衡響應(yīng)等動力學(xué)特性的影響，具有重要的理論意義和實用價值。 本文根據(jù)集總參數(shù)法建立了滾動軸承和滑動軸承聯(lián)合作用下的不對中轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的動力學(xué)模型?；诰€性振動理論分析了系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速、穩(wěn)定性和不平

2、衡響應(yīng)。主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 首先計算向心滾動軸承各滾動體的負(fù)荷，并對工作狀態(tài)下單個滾動體單元進(jìn)行受力分析，建立滾動軸承的動力學(xué)模型，得出剛度與滾動軸承動力學(xué)特性的關(guān)系。對動態(tài)油膜力進(jìn)行線性化，將徑向滑動軸承?；蓜偠茸枘嵯到y(tǒng)，計算徑向滑動軸承的油膜力；采用窄軸承理論和甘貝爾邊界條件，得出短軸承的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)表達(dá)式。建立轉(zhuǎn)子—滑動軸承系統(tǒng)的運(yùn)動微分方程。 然后分析軸段的受力和圓盤的運(yùn)動，列出了質(zhì)點單元的運(yùn)動方程和單

3、元的運(yùn)動微分方程。并結(jié)合系統(tǒng)中典型部件的受力情況，建立不對中的轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的運(yùn)動微分方程?？紤]到實際系統(tǒng)的復(fù)雜性，對系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行無量綱化處理。討論不對中因素對轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)動力學(xué)模型的影響，理論分析的結(jié)果表明軸承的靜動特性(負(fù)荷分配、軸承的剛度和阻尼)與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不對中量有關(guān)。此外，分別計算對稱轉(zhuǎn)子—滑動軸承和不對稱—轉(zhuǎn)子滑動軸承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，失穩(wěn)轉(zhuǎn)速和不平衡響應(yīng)，分析了系統(tǒng)的固有振型，穩(wěn)定性和不平衡響應(yīng)。 最后計算了滾

4、動軸承和滑動軸承聯(lián)合作用下不對中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，失穩(wěn)轉(zhuǎn)速和不平衡響應(yīng)。重點討論系統(tǒng)的固有振型，穩(wěn)定性和不平衡響應(yīng)，分析不對中量對系統(tǒng)各結(jié)點振動的影響。數(shù)值分析表明不對中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的低階臨界轉(zhuǎn)速與對中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的相比有較大的提高。系統(tǒng)失穩(wěn)前，對中系統(tǒng)存在一些高階臨界轉(zhuǎn)速，而不對中系統(tǒng)不存在，說明不對中量對系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速影響很大；對于同階臨界轉(zhuǎn)速而言，不對中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速比對中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速高。聯(lián)軸器兩側(cè)和系統(tǒng)兩端軸承處的不對中量對

5、系統(tǒng)支承負(fù)荷分配的影響是不同的；聯(lián)軸器兩側(cè)支承的負(fù)荷分配隨該處不對中量增加而增大，而在系統(tǒng)兩端軸承處不對中量的影響下減少。系統(tǒng)的穩(wěn)定性在不對中量的作用下發(fā)生改變，其系統(tǒng)特征值實部的絕對值減小；系統(tǒng)的最小對數(shù)衰減率減小，失穩(wěn)轉(zhuǎn)速明顯下降，穩(wěn)定性降低。系統(tǒng)不平衡響應(yīng)在臨界轉(zhuǎn)速處比較敏感，不平衡響應(yīng)幅值在臨界轉(zhuǎn)速處相對其他轉(zhuǎn)速處較大。在臨界轉(zhuǎn)速處，不對中量對系統(tǒng)不平衡響應(yīng)幅值的影響比較顯著；而在其他轉(zhuǎn)速處，不對中量對系統(tǒng)不平衡響應(yīng)幅值的影響較