电磁轴承系统回转精度影响因素的分析

以刚性转子电磁轴承系统数学模型为基础,从理论与试验两方面分析影响电磁轴承转子回转精度的因素。结果表明,转子质量偏心,传感器测量表面不圆度,以及电源内部噪声等干扰因素对回转精度影响较大,这对实际系统的设计与调试具有一定的指导意义。     

齿轮耦合对转子-轴承系统稳定性的影响

基于一种精细的齿轮弯扭耦合模型,本文研究了齿轮－转子－轴承系统的弯扭耦合振动以及齿轮耦合对系统稳定性的影响,并提供了相应的算例和分析结构。     

油环轴承试验研究

提出了一种以整个轴承组件为试验对象,以泄油流量为贫油润滑状态度量指标的油环轴承试验新方法,设计、建立了实现这种方法的试验装置,具体试验研究了某引进技术高速油环轴承的润滑性能。试验在较宽的工况范围内测量轴承流量、热平衡温度及油环运动学参量等重要性能数据,试验结果及分析结论为改进油环轴承设计准则提供了依据。     

滑动轴承-转子系统的模态锁定和混沌

分析了流体动压滑动轴承支承转子系统的稳定性和分岔.建立了流体动压滑动轴承-具有陀螺效应的刚性转子系统的运动方程,采用Hori轴承模型求解非线性油膜力及其Jacobian矩阵,将Poincaré映射和Newton-Raphson方法相结合求解系统的周期响应,结合Floquet稳定性分岔理论分析系统周期响应的稳定性和分岔形式.将转速作为分岔参数发现,随着转速的继续增加,系统基本呈现准周期运动,但在某些孤立狭窄的转速范围内系统出现了模态锁定现象,随着转速的进一步增加,系统发生混沌运动.     

流体动压滑动轴承-转子系统动力特性分析

研究了非线性径向轴承支承的转子系统的动力行为。引入变分约束原理修正了流体润滑的Reynolds方程的变分形式 ,在几乎不增加计算量的情况下 ,求解了具有Reynolds边界的流体润滑问题 ,使得非线性油膜力及其Jacobian矩阵同时计算完成并且具有协调一致的精度。运用Newton Raphson方法在求得转子平衡点的同时求得了轴承的动力学系数。将预估 校正机理和Newton Raphson方法相结合给出了流体动压滑动轴承 转子系统Hopf分岔点所对应线性失稳转速的计算方法。运用打靶法并结合Floquet理论计算分析了流体动压滑动轴承 转子系统的非线性不平衡周期响应及其稳定性。数值结果表明上述方法不但节约了计算量 ,而且具有很高的精度。     

磁悬浮转子轴向位置精度的实验研究

以实际涡轮膨胀机为对象 ,通过不同轴向传感器测量方式下实验结果的比较 ,研究了轴向控制电流、轴向工作载荷、变化的温度及磁场、转子及推力轴承的热膨胀等因素与转子轴向位置精度的关系。提出了一种用于实际涡轮膨胀机的具有冗余结构的三传感器测量方式 ,解决了转子轴向漂移问题。本文的分析方法也可用于转子径向位置精度的分析以及磁悬浮轴承转子系统的实时工况监测。     

指尖密封的迟滞特性分析

分析了三种不同型线的指尖密封结构在不同压差条件下的迟滞特性,发现了采用径向刚度较高的结构可以降低指尖密封迟滞作用,以及选择合适的指尖型线可以获得低径向刚度和低迟滞作用的指尖密封结构的现象。作为低迟滞指尖密封进一步研究的基础,对数螺线I型指尖密封是一个较理想的原始型指尖密封结构的选择。     

作用在齿轮联轴器上弯矩的实验研究

齿轮联轴器的转角刚度对系统的动力学特性影响较大，因此有必要对其进行实验研究。我们设计了一个实验装置，用以测量作用于齿轮联轴器上的弯矩，通过对直齿和鼓形齿联轴器进行实测，分别得到了这两种齿轮联轴器上作用弯矩与转角之间的关系曲线。实验结果表明，弯矩与转角之间明显存在着迟滞现象，对于直齿联轴器而言，二者之间是非线性的关系；而对于鼓形齿联轴器，则可以近似看成线性的。     

基于频域整形的电磁轴承最优控制

针对电磁轴承刚性转子的不平衡振动，提出基于频域整形最优控制，该控制器的设计，包括保证系统稳定的最优调节器设计，以及频域整形的权函数设计，通过权值函数，改变轴承动特性，从而实现电磁轴承系统不平衡振动的力补偿或位移补偿。实验结果表明，电磁轴承频域整形最优控制可有效抑制主轴不平衡振动。     

基于轴向力/径向力解耦的圆锥电磁轴承设计方法

由于圆锥电磁轴承所固有的几何耦合,轴承的设计相对而言需要考虑的结构参数更多,参数间相互影响、相互制约的关系也更复杂。为此,本文提出了一套描述圆锥电磁轴承的特征变量,实现了圆锥电磁轴承的轴向/径向力的解耦。同时,为圆锥电磁轴承提供了一套标准、规范的设计方法。