非稳态工况下弹支SFD圆柱滚子轴承动态特性分析

航空发动机主轴系统中滚动轴承常与弹性支承和挤压油膜阻尼器(Squeeze film damper,SFD)联合使用,以降低转子的振动.由于支承方式的改变,轴承的运动状态发生较大的变化.基于滚动轴承动力学理论和模态综合法,建立了弹支SFD圆柱滚子轴承-刚性转子刚柔耦合动力学分析模型,开展了转子不平衡量产生的非稳态载荷对弹支SFD圆柱滚子轴承动态特性的影响研究.结果表明,非稳态工况下,弹支SFD圆柱滚子轴承保持架打滑率表现出明显的波动;挤压油膜阻尼器结构参数对轴承承载和打滑特性有不同程度的影响;周期性的时变载荷使保持架打滑增大且打滑率呈现无规则波动.     

弹性支承下三瓣波滚道圆柱滚子轴承振动特性研究

基于滚动轴承动力学理论,建立了弹性支承下三瓣波滚道圆柱滚子轴承动力学微分方程组,采用预估-校正变步长积分算法对其进行求解,研究了弹性支承件的结构参数和轴承工况参数对三瓣波滚道圆柱滚子轴承径向振动的影响。结果表明:弹性支承件的沟槽数、梁厚及过渡角对该轴承径向振动的影响较为显著,而沟槽间隙对其径向振动的影响较小;在一定的载荷和转速范围内,弹性支承件可有效降低轴承的径向振动,选用沟槽数较少的弹性支承件可实现在较大转速和载荷范围内降低该轴承振动的目的;在定冲击载荷范围内,弹性支承能有效降低轴承振动。     

滚动轴承-双转子系统动态性能分析

在高速圆柱滚子轴承拟动力学分析的基础上,利用整体传递矩阵法对滚动轴承-多转子系统的动态性能进行了分析,并开发了相应的分析软件,在此基础上,对高速圆柱滚子轴承径向游隙与整个系统动态特性的关系进行了研究。结果表明:圆柱滚子轴承的径向游隙直接影响着滚动轴承-双转子系统的稳定性。     

改进PCA算法及其在转子特征提取中的应用

为探索航空发动机轴承装配条件对支承刚度的影响,支撑发动机转子系统的动力学设计和整机振动控制,在动力学方程的基础上,建立了振动测试和理论计算相结合的支承刚度辨识方法,并以某型航空发动机的五号支点轴承为对象,试验研究了圆柱滚子轴承内、外环配合参数、锁紧螺母拧紧力矩等参数对支承刚度的影响规律。结果表明：建立的支承刚度辨识方法准确可行;轴承内、外环为过盈配合时,过盈量增大,支承刚度增大,支承刚度对锁紧螺母拧紧力矩不敏感;轴承内、外环为间隙配合时,转子出现非线性共振,支承刚度大幅度地随机跳动,不符合线性条件假设。设计时应合理考虑轴承内、外环配合参数,避免导致转子系统振动特性恶化。     

某鼠笼弹支一体化球轴承保持架打滑率分析

针对某鼠笼弹支一体化球轴承保持架打滑率问题,基于球轴承动力学理论,采用修正Craig-Bampton子结构模态综合法,对该鼠笼式弹性支承体与轴承外圈和轴承座之间进行刚柔耦合连接,建立了鼠笼弹支一体化球轴承动力学模型,分析了其保持架打滑率。结果表明:鼠笼式弹性支承轴承保持架在内引导和外引导下保持架打滑率均随径向载荷和轴承转速增大而增大,随轴向载荷增大而减小。     

基于反共振不平衡转子-轴承系统的振动控制

基于反共振原理和弹性支承法，研究了不平衡转子－轴承系统弹性振动控制方法。给出了不平衡转子－轴承系统抑制轴承弹性振动的设计公式，并设计了一种弹性支承元件。弹性支承的实验研究结果表明，弹性支承转子系统优于其它支承形式的转子系统。     

转子-气体轴承-弹性支承系统研究综述

随着旋转机械向高转速、高参数方向发展,气体轴承支承旋转机械的稳定性问题越来越突出。为提高系统的稳定性,人们在单一的、简单结构的静、动压气体轴承的基础上,开发了具有弹性支承、较大阻尼的复杂结构气体轴承。箔片、橡胶圈、金属丝网阻尼器等弹性支撑单元的出现,使得系统在运行过程中出现复杂的静、动态不对中状态,系统的动力学特性也呈现出非线性现象。因此,气体轴承支承旋转机械的稳定性问题不再局限于气体轴承本身,而是由气膜力、弹性支撑力、转子动态激励等相互耦合作用的结果。从气体轴承支撑结构的角度,对气体轴承进行分类,并总结各类轴承的优缺点;对气体轴承、转子-气体轴承系统、转子-气体轴承-弹性支承系统研究现状进行总结;并介绍转子-气体轴承-弹性支承系统中不对中问题;对国内外研究现状进行分析和发展预测。     

基于反共振不平衡转子-轴承系统的振动控制

基于反共振原理和弹性支撑法,研究了不平衡转子－轴承系统弹性振动控制方法。给出了不平衡转子－同承系统抑制轴承弹性振动的设计公式,并设计了一种弹性支承元件。对弹性支承进行了实验研究,结果表明弹性支承转子系统优于其它支承形式的转子系统。     

1420mm冷连轧支承辊轴承寿命计算

介绍一种依据轧制工艺规程确定1420 mm冷连轧机支承辊轴承实际工况及参数,进而准确计算四列圆柱滚子轴承及圆锥滚子轴承实际使用寿命的方法。     

轴承载荷对转子系统各支承的耦合振动分析

以多支承转子 轴承 弹性基础系统为研究对象,对多支承转子系统某支承处轴承载荷变化引起不同支承点处轴及轴承的耦合振动响应进行了研究。首先,建立了多支承转子系统支承间的耦合振动模型,并进行了仿真和试验,耦合振动模型考虑了每个支承处的油膜耦合效应,通过轴承载荷敏感度矩阵得到各支承耦合力;然后,利用龙格库塔法对油膜刚度为定刚度和动刚度两种情况下的转子系统进行了数值分析及仿真;最后,在8支承转子试验台上进行试验,采取改变某一支承处的位移来得到轴承载荷的变化,并提取各支承处的振动信号。结果表明,轴承位置在稳态和瞬态两种情况下改变时振动响应明显不同,油膜刚度为动刚度的分析结果更为合理。     

相控阵精密测量雷达天线座俯仰支承设计

将改进后的一端两个圆锥滚子轴承、另一端两个圆柱滚子轴承的支承结构成功应用在相控阵精密测量雷达俯仰支承上,解决了大跨距、大变形轴系的支承问题。实践证明,这种支承结构具有轴系精度、刚度高,摩擦力矩适中,伺服性能较好的优点。     

基于刚体模态的弹性支承转子动平衡研究

针对弹性支承形式下转子动平衡时出现刚体模态振型的问题,对双平面影响系数法与模态N+2平面向前正交法的动平衡机理进行了研究,对低速平衡后转子一阶与二阶临界转速时的振动影响规律进行了归纳,提出了弹支刚性转子模态动平衡操作方法。利用DyRoBeS软件建立了弹支—多盘转子系统模型,进行了转子动力学振型仿真计算,同时搭建了鼠笼式弹性支承结构下多盘转子实验台,进行了两种动平衡方法的临界处振动控制效果实验。研究结果表明:对高阶振型仍表现为刚体模态的弹性支承转子系统进行动平衡,影响系数法低速动平衡后可以同时降低一阶与二阶临界转速处振动幅值;模态向前正交平衡法在一阶临界处动平衡后,可有效降低一阶临界转速时的振动,同时不影响二阶临界转速处的振动幅值。     

DG400双端面磨床辅助支承设计

介绍了双端面磨床DG400的加工特点,对其在加工圆锥滚子轴承内圈、单挡边圆柱滚子轴承内圈及球轴承内圈时所使用的辅助支承进行了设计,并详细介绍了辅助支承偏心量e的确定方法。     

弹流润滑下航空发动机中介滚子轴承的均载修形研究

中介轴承做为双转子航空发动机的低压转子和高压转子之间连接的关键零件,其运行状态直接影响发动机的工作性能和飞机的飞行安全.中介轴承的均载修形研究对于提高航空发动机的工作寿命和可靠性具有重要意义.研究了弹性流体润滑条件下,某对转双转子发动机的中介轴承的最佳修形方式.采用切片法,计算了直线圆柱滚子轴承、修正线修形圆柱滚子轴承、全凸修形圆柱滚子轴承以及对数修形圆柱滚子轴承在受径向载荷和倾覆弯矩联合作用时轴承的受力和歪斜情况,通过对比不同修形下滚子的最大载荷数值,得出中介轴承应采取的最佳修形方式.为某型双转子发动机中介轴承设计提供了参考.     

异形支承圆柱滚子轴承结构优化

使用传统弹性接触理论校核某汽车变速箱用异形支承圆柱滚子轴承接触应力,结果满足设计要求,但使用中因出现边缘应力集中而失效。建立有限元模型进行分析,认为出现边缘应力集中的原因为外圈与滚子边缘接触位置有严重折弯变形,通过在轴承外圈上增加0.2 mm过渡阶梯的改进措施,折弯变形减小了50%。经耐久性试验验证,优化后轴承满足使用要求。     

基于有限元方法的磁悬浮磨床电主轴转子系统模态分析

用ANSYS建立电磁轴承支承的磨床电主轴转子的实体有限元模型,并将电磁轴承模化为弹簧支承,在完全弹性支承的情况下对转子进行模态分析,求解转子前四阶固有频率,得出转子固有频率随支承刚度变化的规律,并分析其振型,为磁悬浮转子系统的可靠设计提供理论依据。     

圆柱、椭圆动压轴承-转子系统轴心轨迹研究

轴颈涡动轨迹的发散与收敛取决于油膜动力特性,因此分别以圆柱、椭圆动压轴承支承的单质量对称转子系统为对象,研究界限状态下的轴心轨迹。通过建立系统的动力学方程和轴心的运动轨迹方程,借助动压轴承特性参数数据库,以图形正规化的方式得到了不同偏心率、长径比和椭圆度下的界限轴心轨迹图。计算和图形结果表明各工况下随着偏心率增大,圆柱轴承和椭圆轴承支承的转子系统稳定性均提高,且椭圆轴承转子的系统稳定性优于圆柱轴承。研究为轴心轨迹计算和分析方面提供了参考意义。     

柔性支承下的大型离心压缩机转子振动特性

支承刚度对转子系统的动力学特性具有重要影响。针对大型离心压缩机转子在高速平衡条件下和实际运行工况下的支承刚度差异导致的振动问题开展研究。由于高速动平衡机的摆架刚度较低,使得一些大型离心压缩机的轴承油膜刚度与支承刚度几乎相当,导致2阶弯曲临界转速大幅降低,从而使得转子振动超标,高速动平衡难以满足标准要求。结合实际案例分别进行不考虑支承刚度及带有动平衡机摆架刚度的转子动力学分析,并对轴承瓦块、轴承座、机壳、底座进行有限元分析,获得压缩机转子的基础刚度。结果表明,考虑支承刚度的转子2阶临界转速出现了11.1%～18.3%的下降,1阶临界仅下降3.6%～7.3%,与高速动平衡试验结果吻合较好,实际支承刚度因大于轴承刚度3.5倍,机械运转试验显示1阶临界、2阶临界转速未有实质性下降,且振动满足API617标准要求,与不考虑支承刚度的转子动力学分析结果基本一致。     

发动机轴承装配条件对支承刚度的影响

为探索航空发动机轴承装配条件对支承刚度的影响,支撑发动机转子系统的动力学设计和整机振动控制,在动力学方程的基础上,建立了振动测试和理论计算相结合的支承刚度辨识方法,并以某型航空发动机的五号支点轴承为对象,试验研究了圆柱滚子轴承内、外环配合参数、锁紧螺母拧紧力矩等参数对支承刚度的影响规律。结果表明:建立的支承刚度辨识方法准确可行;轴承内、外环为过盈配合时,过盈量增大,支承刚度增大,支承刚度对锁紧螺母拧紧力矩不敏感;轴承内、外环为间隙配合时,转子出现非线性共振,支承刚度大幅度地随机跳动,不符合线性条件假设。设计时应合理考虑轴承内、外环配合参数,避免导致转子系统振动特性恶化。     

高速圆柱滚子轴承非线性刚度分析

在航空发动机高速圆柱滚子轴承拟静力学分析基础上，建立基于轴承径向游隙的高速圆柱滚子轴承非线性刚度计算模型，分析了轴承内、外圈转速对高速圆柱滚子轴承工作径向游隙影响的关系，并对高速圆柱滚子轴承非线性刚度特性进行了研究，最后就某型号航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承进行了实例计算与分析，得出在满足主机支承刚度条件下的合理高速圆柱滚子轴承工作径向游隙使用范围。