發(fā)布時(shí)間：2020-08-28 18:48

　　 可傾瓦滑動軸承具有噪聲較小、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的特點(diǎn),主要在大型的旋轉(zhuǎn)器械中使用。而近年來隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的迅速發(fā)展,由油膜力等非線性因素導(dǎo)致的軸承和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)失穩(wěn)的挑戰(zhàn)和缺點(diǎn)也開始顯現(xiàn)出來。因此如何保證可傾瓦軸承在合理的參數(shù)下穩(wěn)定運(yùn)行,是這一領(lǐng)域的熱門研究問題。本文主要研究影響可傾瓦軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定的因素,具體研究過程如下:(1)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格建立可傾瓦軸承模型,通過對比最后確定了130萬的網(wǎng)格模型,隨后開發(fā)了適合模型計(jì)算的流固耦合自定義動網(wǎng)格方法和可以更新軸頸與瓦塊速度變化的UDF程序。因此,本文在研究過程中當(dāng)網(wǎng)格被大幅度扭轉(zhuǎn)以后,網(wǎng)格模型仍然具有較高的網(wǎng)格質(zhì)量。于是,本文以此網(wǎng)格模型為基礎(chǔ),使用SIMPLEC數(shù)值分析方法,對具有“全空化”特點(diǎn)的模型,采用兩相流控制方程進(jìn)行求解。(2)在UDF環(huán)境中以牛頓迭代原理為基礎(chǔ),提出了可傾瓦軸承靜平衡位置的求解方法來計(jì)算可傾瓦軸承油膜在平衡狀態(tài)下的流場。以進(jìn)油壓力、預(yù)負(fù)荷系數(shù)和轉(zhuǎn)速為變量,計(jì)算了在恒定偏心率的不同工況下的平衡態(tài)油膜流場和瓦塊擺角,分析這些因素對可傾瓦軸承達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)油膜性能的影響,從油膜流場的角度上為可傾瓦軸承振動特性的研究奠定基礎(chǔ)。(3)本文在考慮瓦塊的慣性條件下,建立了可傾瓦軸承油膜力與轉(zhuǎn)子之間的弱耦合運(yùn)動微分方程,然后利用Newmark-β法對運(yùn)動微分方程積分,從而獲得在一個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)子的軸心軌跡和瓦塊的擺動軌跡。并在分析可傾瓦軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動穩(wěn)定性時(shí),主要考慮了進(jìn)油壓力、支點(diǎn)位置系數(shù)、轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心距和瓦塊預(yù)負(fù)荷等因素。本文通過與其他文獻(xiàn)中的計(jì)算數(shù)據(jù)對比,驗(yàn)證了本文計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。計(jì)算結(jié)果表明,進(jìn)油壓力、預(yù)負(fù)荷系數(shù)和轉(zhuǎn)速的提高均可以增大油膜流場壓力值,從而增強(qiáng)軸承的承載能力,但這些變量將會對瓦塊擺角產(chǎn)生不同的影響。進(jìn)油壓力的提高會使瓦塊平衡擺角增大,而預(yù)負(fù)荷系數(shù)和轉(zhuǎn)速的提高則使瓦塊平衡擺角減小;當(dāng)軸承預(yù)負(fù)荷系數(shù)較小時(shí),進(jìn)油壓力對轉(zhuǎn)子振幅和最小油膜厚度的影響較大,轉(zhuǎn)子振幅隨進(jìn)油壓力的增大先增大后減小,轉(zhuǎn)子振幅最多可降低4.8μm;降低轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心距和提高瓦塊支點(diǎn)位置系數(shù)均可以降低轉(zhuǎn)子振幅,提高轉(zhuǎn)子振動穩(wěn)定性;油膜力的非線性特點(diǎn)將會隨轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心距的增大而更加顯著;此外提高進(jìn)油壓力、預(yù)負(fù)荷系數(shù)與支點(diǎn)位置系數(shù)和降低轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心距還可以提高Y向油膜剛度在運(yùn)動周期內(nèi)的對稱性。
【學(xué)位單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH113.1
【部分圖文】：

軸頸半徑/m 0.02488瓦塊內(nèi)徑/m 0.025軸承半徑/m 0.035瓦塊厚度/m 0.01軸承長度/m 0.03瓦塊包角/度 75支點(diǎn)位置系數(shù) 0.5、0.55、0.6建模的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于網(wǎng)格類型的選擇生成的網(wǎng)格質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，因而其對模以及不同的工況，對網(wǎng)格的要求也不同。由過程中可能會使網(wǎng)格質(zhì)量變差，甚至發(fā)生畸。

圖 2-2 軸頸平移和瓦塊擺動示意圖a) 網(wǎng)格變化前 b) 網(wǎng)格變化后圖 2-3 網(wǎng)格變化示意圖 方法在求解可傾瓦軸承流場上的優(yōu)勢，確定了發(fā)了一種基于 DEFINE_GRID_MOTION 宏的

a) 網(wǎng)格變化前 b) 網(wǎng)格變化后圖 2-3 網(wǎng)格變化示意圖結(jié)了 CFD 方法在求解可傾瓦軸承流場上的優(yōu)勢，確定了計(jì)算模型置。開發(fā)了一種基于 DEFINE_GRID_MOTION 宏的自定義動軸頸的同步運(yùn)動，在較大的扭轉(zhuǎn)變形下，網(wǎng)格仍能保持很高的了網(wǎng)格數(shù)量為 130 萬的網(wǎng)格進(jìn)行之后的數(shù)值計(jì)算。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳淑江;熊文濤;路長厚;馬金奎;;柔性鉸鏈可傾瓦軸承動靜態(tài)特性研究[J];振動與沖擊;2018年02期

2 李夢暄;吳價(jià);鄭水英;應(yīng)光耀;劉淑蓮;;不同軸瓦結(jié)構(gòu)滑動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2017年11期

3 劉琳輝;王曉紅;張曉旭;;不同布置方向?qū)蓛A瓦軸承性能的影響[J];艦船科學(xué)技術(shù);2017年19期

4 李昊;陳淑江;馬金奎;路長厚;;傳遞函數(shù)法軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡響應(yīng)抑制[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2017年12期

5 張永芳;呂燁迪;肖良君;趙晶群;劉成;;固定瓦-可傾瓦微氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性運(yùn)動分析[J];振動與沖擊;2017年11期

6 席文奎;韓強(qiáng)輝;黃天虎;徐建寧;蔣翔俊;;彈性元件對大型可傾瓦軸承靜動特性的影響[J];交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào);2017年03期

7 李強(qiáng);馬龍;許偉偉;鄭水英;;橢圓軸承—轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)動力學(xué)特性研究[J];振動與沖擊;2016年11期

8 張艾萍;何瑩;單寶龍;;基于CFD的袋式軸承油膜特性的分析[J];汽輪機(jī)技術(shù);2016年02期

9 屈波;馬乃緒;黃青松;文亞南;時(shí)志能;;基于雙向流固耦合理論的可傾瓦推力軸承潤滑性能研究[J];潤滑與密封;2015年05期

10 李強(qiáng);許偉偉;趙月;邢春雷;金有海;鄭水英;;基于瞬態(tài)流場計(jì)算的滑動軸承靜平衡位置求解[J];中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

相關(guān)會議論文 前2條

1 張艾萍;孫偉;葉榮學(xué);徐永勝;孫振濤;;滑動軸承油膜厚度對轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的影響[A];第十屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（2011）上冊[C];2011年

2 葉榮學(xué);孫偉;張艾萍;徐永勝;孫振濤;楊久宏;;滑動軸承油膜厚度變化對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的影響[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 季麗芳;固定瓦—可傾瓦軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力特性研究[D];西安理工大學(xué);2010年

本文編號：2808005