滑动轴承润滑状态与声发射信号特征关系研究

通过在实验台上模拟转子的升速过程与轴承断油过程,研究滑动轴承油膜状态演变与滑动轴承的声发射信号特征的变化关系,获得了滑动轴承油膜状态随转速的变化过程中,轴承声发射信号特征的变化规律,以及轴承突然断油时声发射信号特征参数的变化规律,为诊断转子升速过程中滑动轴承出现的润滑故障及断油故障提供实验依据.     

船用轴流压气机推力轴承特性计算及试验研究

为获得某新型推力轴承在某船用轴流压气机中的工作特性并进行试验验证,基于ARMD Bearings软件及自编程序对推力轴承特性进行了模拟计算,在全尺寸高速大推力滑动轴承试验台上进行了轴承特性试验研究,并在实机台架试验中对轴瓦温度进行了监测。计算分析了15种工作条件下油膜的压力、厚度、温度、刚度、阻尼及能量损失与推力和转速关系。轴承特性试验主要包括9种稳定工况下的性能试验,以及轴承超载、超速试验中每块轴瓦表面温度及油膜压力的测量。结果表明：模拟计算结果及试验测试得到的油膜温度、压力随推力及转速变化规律基本一致;轴瓦表面最大油膜压力位于支承块背部附近,与推力基本呈线性关系;转子转速越低、推力越大,则油膜厚度越小、油膜刚度及阻尼越大;转子转速越高、推力越大,则油膜温度越高、能量损失越大;在设计点轴承运行参数均有一定安全裕度,该推力轴承可以满足机组使用要求。     

紊流状态下轴承失稳转速的迭代计算法

本文的目的是通过二个φ450试验轴承(双侧供油、上瓦不开槽、沟的椭圆轴承和三油楔轴承)的静、动特性计算,把计算结果与全尺寸大型滑动轴承试验台上得出的实测值进行比较分析,讨论了紊流因子对计算性能的影响.特别分析了影响动力特性计算结果的几个主要因素.从而解释了在理论依据基本一致的前提下,造成动特性计算结果差异的原因.我们认为,在紊流状态下,动特性系数的计算迭代是影响失稳转速理论值的主要因素,而紊流因子的差异并不是造成失稳转速具有不同计算值的真正原因.在上述基础上,提出在产品设计中以轴承动特性裕度较大为目标的紊流因子选择和计算过程中应完成的迭代要求.     

大型水泵滑动轴承油膜刚度对转子动力特性影响

滑动轴承作为大型水泵转子系统的重要支撑,其油膜动力特性对转子系统动力特性有着重要影响.本文从滑动轴承工作原理出发,通过对Reynolds方程进行差分求解,建立了油膜刚度系数的无量纲求解方程.通过数值模拟方法对某水泵转子系统进行研究,分析了其轴承动力特性和转子动力特性.结果表明,交叉刚度kxy和kyx对水泵转子系统稳定性...     

多支撑轴系滑动轴承载荷测量实验研究

滑动轴承载荷对大型旋转机械安全稳定运行的影响很大。研究了转轴截面弯矩分布与载荷分布之间的关系,提出了一种基于应变的滑动轴承载荷测试方法,建立了轴承载荷测试求解模型,在转子试验台上开展了轴承载荷应变法测试分析,并与顶举法进行了对比,验证了方法的准确性。     

滑动轴承间隙对转子稳定性的影响

通过CFD软件计算N-S方程的方法来研究滑动轴承的油膜特性,它比Reynolds方程更能真实反映实际的油膜特性.建立不同的滑动轴承间隙模型,导入CFD软件计算,分析不同轴承间隙对转子稳定性的影响.模拟表明,不同轴承间隙对旋转机械转子稳定性起着非常重要的作用.     

东方200MW汽轮发电机组轴系稳定性分析

东方200MW汽轮发电机组多次发生不稳定振动,直接影响机组安全稳定地运行。本文通过理论计算和电站工业性试验,着重讨论:(1)径向滑动轴承的计算方法;(2)影响机组系统稳定性裕度不足的因素;(3)径向轴承结构型式对机组系统稳定性的影响。在上述基础上,提出大容量汽轮发电机组转子支承,如采用合适的轴承结构,使其油膜和转子的动力特性与基础的动力性能有良好的匹配,则机组系统稳定性裕度能满足机组安全可靠运行的要求。     

五瓦可倾瓦轴承-转子系统临界转速的研究

针对CAP1400常规岛给水泵轴承-转子系统模型,设计了五瓦可倾瓦滑动轴承,利用得到的轴承油膜动力特性系数来求解不同支撑工况下的临界转速,并通过给水泵热态联机试验测试轴承的振动特性.结果表明:可倾瓦轴承刚度和阻尼系数随着转速变化而呈现不同的特性;刚性支撑下的临界转速大于弹性支撑下,而“湿态”工况下水膜刚度的增加使得临界转速大于“干态”工况下,并且远大于实际运行转速;试验测得轴承垂直、水平和轴向上振幅与振动速度均满足国家标准要求.     

基于API617的双级盘式TRT转子优化设计

为了提高高炉煤气余压回收透平发电装置的能量回收率和运转效率,根据API617标准,设计了15种盘式双级可调静叶TRT转子-轴承系统,并且采用数值模拟的方法详细分析、计算了这15种方案的临界转速、动力响应及转子不平衡的稳态响应等重要的转子动力特性。研究结果表明:轴承跨距的增大有利于提高转子的临界转速;单纯增加轴的直径只能增加轴刚性支承下的临界转速,转子-轴承系统有阻尼的临界转速反而降低;通过合理分布转子的质量可以成功实现双级悬臂TRT的开发设计。此项研究可为进一步提高国内TRT转子设计水平提供经验依据。     

监测柴油机主轴承磨损状态的热电法试验研究

对采用热电法监测柴油机主轴承磨损状态进行了滑动轴承试验台和柴油机台架试验研究。研究结果表明:在滑动轴承试验台上,热电信号的大小与转速和摩擦强度有关,偏心转子与滑动轴承摩擦产生的热电效应和微弱热电信号具有可检测性;在柴油机台架上,热电信号峰值指向不同气缸点火位置,对不同主轴承磨损状态具有可定位性,且柴油机主轴承干摩擦时热电信号峰值强于边界润滑,主轴承的热电信号峰值随磨损量增大呈现增大趋势。     

三油楔滑动轴承油膜压力特性及对转子稳定性的影响

采用CFD软件、考虑黏性流体有旋性的SST湍流计算模型和N-S方程研究了三油楔滑动轴承的油膜压力特性,分析了三油楔滑动轴承对汽轮机转子稳定性的影响,并对三油楔滑动轴承、圆柱轴承与椭圆轴承的油膜压力特性进行了对比分析.结果表明:在相同油膜厚度和进口压力下,三油楔滑动轴承比圆柱轴承和椭圆轴承具有更好的稳定性,不容易出现油膜震荡和失稳现象;在相同油膜厚度和偏心率下,椭圆轴承的承载能力大于三油楔滑动轴承的承载能力,但三油楔滑动轴承更有利于汽轮机转子和机组的稳定运行.     

三油楔滑动轴承油膜压力特性及对转子稳定性的影响

采用CFD软件、考虑黏性流体有旋性的SST湍流计算模型和N-S方程研究了三油楔滑动轴承的油膜压力特性,分析了三油楔滑动轴承对汽轮机转子稳定性的影响,并对三油楔滑动轴承、圆柱轴承与椭圆轴承的油膜压力特性进行了对比分析.结果表明:在相同油膜厚度和进口压力下,三油楔滑动轴承比圆柱轴承和椭圆轴承具有更好的稳定性,不容易出现油膜震荡和失稳现象;在相同油膜厚度和偏心率下,椭圆轴承的承载能力大于三油楔滑动轴承的承载能力,但三油楔滑动轴承更有利于汽轮机转子和机组的稳定运行.     

轴承标高对多跨转子-轴承系统非线性稳定性的影响研究

建立了考虑转子-轴承标高与非线性油膜力的多跨转子-轴承系统高维非线性动力学模型。利用固定界面模态综合法对该模型进行降维,采用Newmark逐步积分法对降维后的动力学模型进行数值计算,可得到转子在各种标高情况下发生油膜失稳的转速门槛值和轴承标高变化对系统动力稳定性的影响规律。对200MW汽轮发电机组转子-轴承系统计算分析表明：由于低压转子后轴承的标高抬起,将导致发电机转子前轴承轴颈的失稳转速显著提前,系统的稳定性降低。分析结果从理论上解释了电站200MW汽轮发电机组发电机前轴承处转子易发生油膜失稳的原因,并且证明了本文所提出方法的有效性。     

不同油膜力模型下转子椭圆轴承系统的动力学分析

1引言滑动轴承的非线性油膜力模型是转子-轴承系统非线性动力学分析和研究的关键问题。滑动轴承的油膜力具有强烈的非线性特性,研究转子-椭圆轴承系统的非线性动力学问题关键在于获得椭圆轴承的油膜力模型。其中椭圆轴承的非线性油膜力的计算精度和计算速度将直接影响到转子-轴     

高速模拟转子——轴承试验台研制成功

为了深入开展大机组挠性转子动力学方面的试验与研究,上海汽轮机厂研究所最近建成了高速模拟转子——轴承系统试验台。该试验台规模适中,试验转速范围广,调速精度高,起动、控制容易,因而可以方便地进行转子动力学及轴承特性方面的多项试验与研究。     

核电常规岛给水泵CAP1400转子动力学分析

针对常规岛给水泵CAP1400可倾瓦滑动轴承-转子系统安全、平稳运行问题,利用有限元QZ算法计算不同支撑工况下的临界转速。首先设计五瓦可倾瓦轴承,计算了轴承的油膜厚度、刚度和阻尼等非线性动力参数;其次,建立轴承-转子系统模型,采用油膜的特性数据求解可倾瓦轴承-转子系统在刚性支撑、弹性支撑以及"湿态"支撑工况下的临界转速;最后,对给水泵进行联机试验,采集不同流量工况下轴承不同方位的振动值。结果表明:可倾瓦轴承的油膜厚度在0.04-0.05 mm之间,刚度随着转速的增大而增大,而阻尼反之;刚性支撑下的临界转速大于弹性支撑,而"湿态"工况下水膜刚度的增加使得一阶临界转速在8 100-8 777 r/min之间,远大于实际运行速度;试验测得轴承垂直、水平和轴向上振动值与振动速度均满足国家标准。临界转速的计算与试验结果为CAP1400常规岛给水泵可倾瓦轴承-转子系统安全平稳地运行提供了设计依据。     

基于LabVIEW的声发射信号小波降噪方法研究

针对电厂汽轮机的滑动轴承碰摩故障,提出了一种有效的故障诊断方法.该方法首先采用声发射传感器来采集轴承的声发射信号,然后通过小波降噪的方法对所提取的信号进行去噪处理,再对处理后的声发射信号进行频谱分析,从而判断轴承的碰摩情况.通过在300MW汽轮机转子模拟试验台上实施碰摩试验并进行分析研究,结果表明：运用上述方法能够准确地预测汽轮机的转子碰摩故障,了解碰摩的严重程度,实现对汽轮机的在线监测,大大提高了机组安全性.     

轴承-转子-基础系统的油膜振荡问题

本文对整体基础和框架式基础进行了轴承—转子系统的油膜振荡对比试验;对油膜与转子水平临界转速共振进行了描述;基础对失稳转速的影响进行了讨论;对失稳转速计算模型进行了验证;对临界转速计算提出了除计算垂直方向外应同时计算水平方向的意见。通过油膜振荡的对比试验,更进一步证实了框架式基础上的临界转速比整体基础为高。这一点具有重要的经济意义。     

国产200MW机组结构特性与油膜振荡

木文扼要分析了200MW机组油膜振荡与轴系、轴承、轴承座结构特性的关系,说明一阶临界转速和轴承失稳转速偏低存在油膜振荡的可能性,并根据油膜振荡机理说明转子动平衡、转子对中、轴承找中心必需提高精度才能避免油膜振荡。并提出将轴承失稳转速提高到额定转速的125％以上,消除油膜振荡的可能性,还说明将三油楔轴承改为椭圆轴承是比较现实的措施,但也有一些问题需要试验研究。本文还提出轴系临界转速偏低、偏多和分布不合理的问题,升速和超速试验时要注意避免共振和油腹振荡.要准确测定各阶临界转速、提高操作水平严防共振和振荡。     

滑动轴承非线性油膜力模型的对比分析

在转子-轴承系统的非线性动力学分析和设计中,滑动轴承的非线性油膜力模型的选取,将直接影响到非线性动力学分析结果的准确程度.为了搞清选取的非线性油膜力模型的计算结果与直接采有有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果究竟有多大差别,对无限短轴承模型、无限长轴承模型、非稳态短轴承模型、基于Poincare变换的滑动轴承非线性油膜力数据库模型与直接采用有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果进行了对比分析.通过对比分析表明:这些模型与有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果在不同长径比下均存在不同程度的误差.这为进行转子-轴承系统的非线性动力学分析时选取恰当的油膜力模型提供了理论指导.