转子—轴承系统非线性振动机理的研究

从流固耦合的角度分析了转子－轴承系统的油膜振荡问题。在转子的旋转和振动作用下,轴承中的润滑油通过多次非线性动力学的分叉,产生脉动;非线性脉动的润滑油作用到转子上,导致了转子的非线性振动。润滑油中出现接近转子固有频率的脉动成分时,即会发生油膜振荡。研究轴承中润滑油膜的脉动特性是提示转子－轴承系统非线性振动本质的一条可行途径。     

转子油膜失稳现象实验研究

对油膜轴承转子系统的升速过程进行振动测试,利用时域波形、幅值谱、轴心轨迹、级联图及全息谱图等手段,完整记录了系统从稳定运转到发生涡动直至油膜振荡的全过程,对油膜失稳引起的低频振动分量进行综合分析,着重考察油压和不平衡量对油膜稳定性的影响.实验结果对预测和避免油膜失稳故障的发生有重要意义,对其故障机理研究也有一定的参考价值.     

辨识非线性动力系统分岔参数的相空间重构方法

由于关联维数对吸引子的不均匀性敏感，因此可用于定量描述振动信号复杂程度．采用相空间重构方法，对非线性转子轴承系统的动力学行为进行了分析研究，对Jeffcott单盘刚性转子模型的一维时间序列进行了分析．研究结果表明：关联维会在系统运动状态改变时发生明显的跳跃，例如系统在进入油膜涡动或油膜振荡时关联维数都有明显的跳跃，可利用跳跃现象对非线性系统分岔参数进行识别．     

恒流环形腔多油垫静压推力轴承油膜刚度特性

油膜刚度影响静压推力轴承振动幅值和承载能力,严重时将导致静压推力轴承摩擦副接触失效,影响立式数控装备的加工精度和运行稳定性。为了避免此现象发生,本文根据润滑理论和摩擦学原理对恒流环形腔多油垫静压推力轴承油膜刚度进行研究,分析润滑油粘度、工作台旋转速度和承载重量等因素对油膜刚度的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:润滑油粘度对油膜刚度有一定的影响,考虑粘度变化时油膜刚度大,计算结果相对精确。空载和承载工况条件下,随着旋转工作台转速增加,间隙油膜变薄,油膜刚度变大。相同旋转速度条件下,承载时油膜厚度小于空载时油膜厚度,承载时油膜刚度大于空载时油膜刚度。理论计算结果与实验值吻合较好,所得结论可为静压推力轴承油膜厚度控制系统设计提供理论依据,提高立式数控加工装备运行稳定性。     

大振动型油膜振荡现象的一种解释

1979年文提出了对油膜振荡现象新的解释,强调了挤压油膜的作用,解释了若干油膜振荡现象,颇有创见。     

油膜轴承转子系统振动主动控制对策

文章讨论安装在油膜轴承上柔性转子振动的主动控制问题．依据转子轴承系统振动控制主导方程，对高速运行的转子轴承系统提出了振动主动控制策略．满足振动主动控制目的的最优控制策略是应用H∞控制理论进行分析的，结论可供工程实际作为参考。     

基于ANSYS轴承曲面轴瓦结构对流场的影响

推力滑动轴承的轴颈和轴瓦是以面接触的形式进行滑动摩擦。如果轴颈和轴瓦之间没有稳定有效的油膜,待油膜破裂之后就会出现轴承与轴颈之间发生直接摩擦使得轴承失效,出现这种现象主要原因是由轴瓦的周向、径向的弯曲高度的取值不同所产生。通过推力滑动轴承的曲面轴瓦不同周向、径向结构进行了分析得出:靠近外径高压区域面积越大而且压力也越大,在轴承运转过程中出现这种压力分布的好处在于油膜稳定有效性相对于只有周向凸起的轴瓦要好。     

用小参数法计算圆筒型轴承内油膜压力分布

1 前言 随着电力工业的发展,发电厂单机容量不断增大,转子与轴承的系统复杂了。这样,油膜振荡问题越来越突出,消除油膜振荡必须先知道轴承内油膜的压力分布,而影响压力分布的因素有多种,并且推导压力分布的方法也有很多。 本文用小参数法利用基本方程推算出压力分布公式,并以元宝山300MW机组的转子的1瓦为实际参数,画出分布曲线,计算各展开点压力,同时介绍了影响压力分布的各种因素,为继续计算分析轴承稳定性打下了基础。     

被动式电磁阻尼器在线消除油膜振荡研究

采用非线性稳态短轴承模型,以多自由度转子系统为研究对象,运用模态降阶和变步长的Newmark积分方法,对油膜振荡的各种影响因素、轴颈的涡动轨迹、频谱进行了计算分析.计算结果表明,增加外阻尼可以消除复杂的轴心轨迹以及降低半频涡动的峰值.在理论分析的基础上提出了通过增加电磁阻尼在线消除油膜振荡的方法.在一个带有六圆盘的实验台上进行了实验研究,给被动式电磁阻尼器施加电流,油膜振荡消除,关掉电源,油膜振荡又出现.阻尼器安装在轴的外伸端,无需改变机器结构,且不影响机器的正常运行.     

基于圆盘缝隙阻尼器的中心通流静压推力轴承

针对轴向柱塞马达变量阀配流机构的结构特点,提出圆盘缝隙前置阻尼中心通流式流体静压推力轴承的原理和结构.计算承载能力和油膜刚度,分析轴承密封带与圆盘缝隙前置阻尼平面的高度差对静压推力轴承特性的影响,并与细长孔前置阻尼流体静压推力轴承的承载能力和油膜刚度进行对比.结果表明,圆盘缝隙前置阻尼流体静压推力轴承的油膜绝对刚度较大,是油膜厚度的单调递减函数,油膜厚度越小刚度越大,承载能力稳定,负载适应能力较强;细长孔前置阻尼流体静压推力轴承在设计油膜厚度附近刚度最大,当油膜厚度改变时刚度减小.对高度差5和10μm的2种样机进行对比试验,试验结果表明,2种轴承均可在压力0~12 MPa,当转速为0~1 000r/min时正常工作,泄漏和摩擦都很小.当流体压力变化时,高度差为5μm的轴承的泄漏量和摩擦扭矩相对较稳定.     

球磨机静压轴承油膜温度场数值模拟与分析

针对球磨机静压轴承经常发生烧瓦现象,基于热传导理论,对静压轴承油膜建立数值分析模型,并利用有限元分析软件ANSYS,得到了油膜温度场分布。研究表明：三维数值模拟分析可以揭示轴瓦面油膜温度分布,解决实际工程中由于油膜很薄导致静压轴承内部温度场无法直接测量获得的问题。油膜产生温升主要是受到剪切及系统发热造成,使得油液粘度变小,从而造成油膜的刚度和承载力等性能的改变。温度峰值区出现在靠近油膜边界处,为防止温升过高,可采取风冷、降低轴瓦比压等措施。分析结果对深入研究静压轴承运行过程中油膜的动态变化和传热机理、优化设计方案具有十分重要意义。     

大型低速重载径向动压轴承研究

为了开发大型贯流式水轮发电机组径向轴承，在试验台上采用了φ360的模型轴承对φ1740可倾6瓦块原型轴承进行模拟试验研究，最高试验比压3．37MPa、最低线速度3．77m／s、最高线速度22．62m／s。试验表明：载荷、进油压力、转速、进油温度和安装间隙比等，对轴承油温升、油流量、功耗、瓦温及油膜厚度等都存在不同程度的影响，其中载荷和转速的影响比较显。按照模型轴承指导设计的红岩子机组书φ1740轴承已在电站可靠运行，同时开发了径向轴承热弹流计算程序，可以预测径向轴承的油膜压力、油膜温度、油膜厚度、损耗、流量等参数。     

耦合振动下内燃机动态油膜力的预测研究

内燃机在运行中,会发生以轴承油膜力为传递途径的,包括机体整体运动和表面结构振动,以及曲轴弹性振动在内的耦合振动。为了预测内燃机滑动轴承油膜力,发明一种考虑内燃机耦合振动的滑动轴承动态油膜力的研究方法。按照内燃机各部件在振动体系中的重要性以及属性,内燃机气缸体和曲轴被定义为具有质量属性的体单元,部件之间的相互关系被定义为力单元,并使用时间积分法求解系统运动方程。运用该研究方法,最后对一个4缸内燃机动态油膜力进行预测,得到符合运动规律的特性曲线。     

柴油机曲轴与气缸体系统动力学仿真研究

利用有限元模态综合技术得到曲轴、飞轮及气缸体柔性体模型，运用雷诺油膜方程描述主轴承油膜的非线性特性，建立了曲轴组件与气缸体耦合多体动力学仿真模型，在ADAMS仿真平台上对模型进行了多柔性体动力学仿真分析.由仿真计算得到关于气缸体NVH（噪声、振动与平顺性）特性的载荷和位移边界条件，如活塞侧向拍击力、主轴承载荷、主轴承油膜最小厚度随曲轴转角曲线.在仿真环境下比较了采用柔性气缸体和刚性气缸体两种条件下曲轴的主轴颈轴心轨迹图，最后利用试验测量的气缸体表面节点振动数据验证了耦合系统动力学仿真结果的有效性.     

液体动压轴承特性分析的实验方法研究

简要说明了液体动压轴承的特性与润滑油的粘度、滑动速度、油膜厚度的关系,从而制定了特性的实验研究方法,通过本实验系统,测出了油膜压力分布曲线,轴承特性值与摩擦系数的关系曲线以及最小油膜厚度的实测值。     

载荷和供油压力对浮环轴承润滑影响的理论研究

针对浮环轴承双层间隙的结构特点,建立了其润滑模型.在考虑供油压力和油膜破裂的情况下,通过求解基于长轴承理论的雷诺方程,得到了内外油膜周向压力分布情况,并推导了油膜力的解析表达式.在给定浮环轴承结构参数的情况下,利用Matlab软件对润滑模型进行了计算和仿真.分析了诸如载荷、供油压力、转子转速等参数对浮环轴承静平衡位置、油膜连续性以及轴承内间隙润滑的影响.得出了较大的外载荷会导致较大的外油膜偏心率和外油膜空穴区扩大,而供油压力主要影响外油膜的偏位角的结论,并指出载荷的加大会使进入内间隙润滑油量在很宽的转速范围内减小,有可能会导致内膜贫油情况的发生,而增大润滑油注油压力会有效缓解这一现象的发生.     

转子─轴承系统振动的自校正控制

本文给出了一种新型的，用于转子—轴承系统振动的主动控制方案。其主要由可控径向油膜轴承和自校正调节器组成。可控径向轴承作为系统振动的控制元件，通过施加不同的油腔压力而在线地调整转子—轴承系统的动态特性，控制算法由在线参数辩识和基于多步自校正递推预报器的自校正控制器组成。通过测量系统的输入输出值，使转子系统的振动在最小方差意义下最小．仿真计算表明用用本控制方案可以使转子—轴承系统的振动有效地减小．     

转子—轴承系统稳定性实验研究

通过用脉冲力气敲击、激发出系统的自由振动信号的方法,对多自由度转子-轴承系统稳定性的评价方法进行了研究,结果表明：多自由度转子轴承系统的稳定性可用过错离击振点跨处的自由振动信号评定,界限状态附近轴承动压油膜的阻尼效应是促使系统稳定运行的主要因素。     

转子——轴承系统振动的自校正控制

本文给出了一种新型的，用于转子－轴承系统振动的主动控制方案，其主要由可控径向油膜轴承和自校正调节器组成，可控径向轴承作为系统振动的控制元件，通过施加不同的油腔压力而在线地调整转子－轴承系统的动态特性，控制算法由在线参数辨识和基于多步自校正递推预报器的自校正控制器组成，通过测量系统的输入输出值，使转子系统的振动在最小方差意义下最小，仿真计算表明用用本控制方案可以使转子一轴承系统的振动有效地减小。     

柔性转轴转子在非线性油膜力作用下的动态响应

在转子结构中,轴承处非线性油膜力的作用会使得系统进入浑沌运动状态,乃至分岔、失稳,产生较大的振幅,分析这一类系统的振动特性显得十分必要。为此利用数值计算的方法分析了一柔性转轴转子系统（支座、轴承及转子）在非线性油膜力作用下的动态特性。结果显示结构的混沌区域是有限的,得到了随无量纲转速参数a变化的支撑中心和转子中心的运动及分岔特性。