滑动轴承支承Jeffcott转子的油膜稳定性研究

通过对无限长圆轴承支承的立式Ｊｅｆｆｏｃｔｔ转子系统的油膜稳定性研究，发现其油膜失稳区有上限，在其之上存在一个稳定工作区（上稳定区），由此，提出了一种新方法来解决油膜稳定性问题，即让转子在失稳区上方的上稳定区工作。还推荐了一些提高稳定性的措施。     

转子-滑动轴承非线性行为研究综述

对轴承非线性油膜力模型进行了总结，综述了当前油膜力导致转子非线性行为的研究成果，讨论了该问题及油膜力和转子的建模研究中存在的不足，展望了该问题研究的发展趋势。     

具有椭圆抛物面织构的滑动轴承性能研究

考虑椭圆抛物面织构,研究其对滑动轴承性能的影响。以径向滑动轴承为研究对象,建立具有椭圆抛物面织构的滑动轴承雷诺方程。采用有限差分对方程进行离散,结合超松弛迭代法进行求解,得到滑动轴承的性能参数值,并与光滑滑动轴承进行对比。结果表明:单一凹/凸表面织构下,随着织构几何参数的变化,承载力和摩擦因数存在相同的变化趋势,与光滑滑动轴承相比,轴承的性能没有得到有效的提升。考虑凹凸复合表面织构,研究其对滑动轴承性能的影响。结果表明,存在最优织构几何参数使得滑动轴承承载力增大,摩擦因数降低,滑动轴承的性能得到有效的提升。     

高压离心泵滑动轴承稳定性分析

分析了高压离心泵轴承的动力学模型,通过径向滑动轴承的非定常运动雷诺方程计算出油膜的八个刚度系数和阻尼系数,并以此计算出转子的综合刚度和涡动比平方,得到油膜的失稳转速,最后以高压离心泵实际结构参数进行了轴承的稳定性分析,得出转子正常工作时是安全的结论.     

椭圆滑动轴承油膜特性的两相流分析

采用CFD模拟软件中的多相流模型研究椭圆滑动轴承的油膜特性。建立椭圆滑动轴承SST湍流模型和Mixture两相流模型,分析椭圆滑动轴承的油膜特性及其气穴分布特点,对比分析考虑两相流和未考虑两相流的椭圆滑动轴承的油膜特性,验证新计算模型的正确性,并研究各种影响因素对润滑油气化的影响。结果表明:两相流模型比单相流模型更能真实反映椭圆滑动轴承的实际油膜特征;随偏心距的增加、转速的升高,气化现象越明显,且高黏度润滑油更容易产生气化现象;椭圆滑动轴承第二油楔内的润滑油比第一油楔内的润滑油更易出现气化。     

外阻尼对滑动轴承转子系统稳定性的作用

在线性范围内对滑动轴承转子系统在转子外阻尼作用下的稳定性区域形态进行了研究,并分别导出了立式和卧式转子系统的界限转速及涡动频率的解析表达式。结果表明,外阻尼可使立式系统在某一界限转速外进入无上限稳定区;而使卧式系统出现了两个界限转速,形成一个失稳区夹于两个稳定区之间的关系稳定性区域形态,最后通过算例对有关推论进行了证明。     

弹性支承滑动轴承系统的线性油膜稳定性研究

本文建立了同时考虑支承阻尼和转子外阻尼在内的弹性支承滑动轴承系统模型。通过对该模型的油膜稳定性计算,确定了第一和第二稳定性界限并划分了稳定区,从而证实了弹性支承滑动轴承系统上稳定区的存在;由此,提出一种解决滑动轴承油膜失稳的新方法,使轴承在上稳定区工作,并讨论了扩大上稳定区的具体措施。最后,文章通过应用实例说明了新方法的有效性。     

基于CFD方法的滑动轴承多相流油膜稳定性分析

应用计算流体力学方法,使用多相流模型,建立滑动轴承中的油膜模型;计算不同的转速和偏心率下油膜的载荷、最大压力和气化比例,分析它们随转速和偏心率的变化规律;利用该规律说明了实际汽轮发电机组在升速过程中的稳定性的变化。结果表明:在偏心率不变的条件下,随着转速的增加,或在转速不变的条件下,随着偏心率的增加,油膜载荷和最大压力均增加,油膜的气化比例提高,气化面积增加,因此转速过高或过低,偏心率过大或过小都会使油膜的稳定性下降。     

滑动轴承油膜参数识别及稳定性研究综述

文章介绍在转子-滑动轴承油膜参数识别和稳定性分析领域所做的研究工作，以及现代知识在这一领域内所遗留下来的空白。简述了识别方法，提出了进一步研究的理论依据和实验基础，最后，作者指出本研究在相关领域中的地位、作用和意义，阐述了作者的观点。     

滑动轴承-涡轮电机轴系动力学分析

针对滑动轴承支承的涡轮电机轴系,基于有限单元法建立了考虑非线性油膜力的动力学模型,计算了轴系主振型、临界转速以及幅频响应等线性动力学特性;进一步通过分岔图、瀑布图、庞加莱截面讨论了系统的非线性动力学特性。结果表明轴系存在4阶主振型,两阶临界转速分别对应涡轮和压气机的锥动模态,且不易激发出转轴弯振模态。在非线性油膜力的作用下,轴系存在周期2、周期4以及拟周期等非线性特征,在多周期运动中,1/4～1/2工频区域的低频振幅要大于工频振幅。     

表面波纹度对滑动轴承转子系统稳定性的影响

为揭示表面波纹度对滑动轴承转子系统稳定性的影响,建立了考虑表面波纹度的滑动轴承转子系统动力学模型,提出其非线性动力学分析、计算方法,表征出周向表面波纹、轴向表面波纹以及组合表面波纹等不同形式的表面波纹度对系统稳定性等系统特性的影响。研究结果表明,表面波纹度的存在会使系统油膜产生波动,增加系统的能量损失,特别是当Sommerfeld数S<0.2时,表面波纹度对系统能量损失的影响最明显。但它的存在并非都有害,表面波纹度误差的存在会在一定程度上有利于滑动轴承转子系统稳定性及承载特性,且随着波纹幅值的增高,其促进的作用越明显。此外,不同形式表面波纹度对系统特性的影响程度也不同,轴向表面波纹度对系统承载能力的促进作用比周向表面波纹度及组合表面波纹更大,而周向表面波纹度则对系统稳定性及能量损失性的影响作用更明显。当Sommerfeld数S>0.5时,轴向表面波纹度对稳定性的影响较小。     

尺寸误差对转子系统摩擦功率的影响

针对滑动轴承转子系统存在的尺寸误差,建立了非线性油膜力模型,着重研究了滑动轴承与轴颈直径误差及其交互作用对系统动力学特性、承载能力和稳定性的影响,并利用稳定性临界转速对应的偏心率,定量分析了偏心率对滑动轴承转子系统摩擦功率损失的影响。图形曲线分析表明,各种尺寸变化对系统会产生不同程度的影响,摩擦功率随着偏心率的增大而减小,当偏心率在0.6948附近时摩擦功率达到最小。研究结果为减小系统功耗、合理设计系统参数提供了可靠的依据。     

考虑空穴因素的动载滑动轴承动态特性分析研究

基于JFO理论 (Jakobsson,Floberg ,Olsson)提出的质量守恒边界条件 ,对二维动载滑动轴承的线性稳定性在考虑空穴因素影响的条件下进行分析研究 ,建立相应的模型及方程 ,进而求得动力特性系数 ,以便进一步更准确的考察其稳定性。最后 ,对一个 36 0°的普通圆柱动载径向轴承进行实例计算 ,计算结果显示和实验测量数据吻合的较为一致。     

基于Windows的面向对象的滑动轴承设计专家系统

采用面向对象的设计方法，以［１］为知识集，用ＢｏｒｌａｎｄＣ（＋＋）语言开发了一个基于Ｗｉｎ－ｄｏｗｓ的面向对象的滑动轴承设计专家系统ＥＳＦＷＩＤ。该系统完成了从轴承设计中的不确定参数选择、结构设计、性能计算、结果分析、评价到输出的全过程。面向对象的方法和Ｗｉｎｄｏｗｓ的特点，使该系统具有友好的基于图形的人机界面，操作简单，可移植性强，便于维护和使用。     

圆度误差对滑动轴承-转子系统摩擦功率损耗的影响

建立了存在圆度误差的滑动轴承-转子系统动力学模型,利用有限差分法求解雷诺方程,得到了油膜压力和油膜承载力。介绍了考虑圆度误差的滑动轴承-转子系统轴心轨迹计算方法及临界转速判定方法,根据计算的量纲一运行参数op得到具备普遍性意义的稳定性临界曲线,并给出了几种不同圆度误差度的系统稳定性曲线以及摩擦功率损耗图。研究结果表明,圆度误差对摩擦功率损耗影响明显,当偏心率在0.5～0.7范围内时,系统的摩擦功率损耗较低。     

滑动轴承动态特性的矩阵分析法

用矩阵分析法求解动态Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，得到了轴承油膜反力分量ｆｘ、ｆｙ的矩阵表达式，并将ｆｘ、ｆｙ分别对位移扰动ｘｒ、ｙｒ及速度扰动ｕｒ、ｖｒ求导，进而得到动特性系数的矩阵形式。这种矩阵分析法，比著名的偏导数法可少解二次Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程。     

混合轴承柔性转子系统稳定性研究

用数值解方法分析了多腔混合轴承的动态特性。对于典型的毛细管节流４腔轴承计算了在各种设计参数下的线性化的刚度系数和阻尼系数,从而得到了轴承相应的刚度和稳定性速度阈值,指出了动压效应对这两者的负面影响。讨论了转子柔性对自激涡动的作用,提出了在设计转子混合轴承系统中实用的确定稳定性阈值的方法。     

Effect of Using Current-Carrying-Wire Models in the Design of Hydrodynamic Journal Bearings Lubricated with Ferrofluid

Based on the momentum and continuity equations for ferrofluid under an applied magnetic field, a modified Reynolds equation has been obtained. Assuming linear behavior for the magnetic material of the ferrofluid, the magnetic force was calculated. The magnetic pressure resulting from the magnetic force was incorporated into the Reynolds equation and it was not separately treated. The derived Reynolds equation can be applied for any magnetic field distribution model. Using different magnetic field models, the equation has been solved numerically by the finite difference technique with an appropriate iterative technique and pressure distributions have been obtained. The boundary shapes of the load-carrying active regions and cavitation regions could be then determined. The solution gives the bearing performance characteristics, namely; load-carrying capacity, attitude angle of the journal center, friction coefficient and bearing side leakage. The displaced current-carrying infinitely long wire gives a field distribution with a gradient in the circumferential direction. Two novel field models are introduced. The concentric finite current-carrying-wire model gives an axially symmetric magnetic field with a gradient in the axial direction. Axial and circumferential gradients are obtained using displaced finite wire model. The effect of these magnetic models and their design parameters on the overall bearing performance characteristics has been studied. The results concluded that the magnetic lubrication provides a higher load capacity and a reduced friction coefficient, compared with a conventional lubricated bearing. The other bearing characteristics depends on the applied field model. An axially symmetric applied field, with its sealing magnetic force, leads to a decrease in the side leakage, such that the bearing may operate without side leakage by appropriate design of the field.     

Effect of Lubricant Non-Newtonian Behavior and Elastic Deformation on the Dynamic Performance of Finite Journal Plastic Bearings

This paper presents a numerical study of the performance of a dynamically loaded finite journal plastic bearing lubricated with a non-Newtonian fluid, taking into account the elastic deformation of the bearing. The non-Newtonian characteristics are adopted in this paper through an equivalent power-law. An expression for a modified Reynolds equation is derived in order to obtain the pressure gradient. Elastic deformation of the bearing surface was estimated in a direction normal to the bearing surface using Boussinesq equations. The film shape was modified accordingly and then iterated with the hydrodynamic pressure distribution in the bearing until a convergent solution was obtained. The Reynolds equation was solved numerically, considering three values of the flow-behavior index (n = 0.6, 1, and 1.2) and a wide range of journal speeds, materials, and clearance ratios. Consequently, the finite perturbation technique was used to determine the eight values of oil film stiffness and damping coefficients. By using the dynamic coefficients, the stability characteristics of the rotor-bearing system and the critical speed were calculated. The results show that increasing the flow-behavior index enhances the rotor-bearing system stability. A considerable destabilizing effect is obtained upon decreasing the elastic deformation coefficient.