【摘要】： 旋轉機械是工業(yè)部門中應用最廣泛的一類機械設備,轉子—軸承系統(tǒng)作為旋轉機械的核心部件,在工業(yè)的各個重要領域發(fā)揮著無可替代的作用。隨著科學技術的發(fā)展,旋轉機械在向高速、重載和自動化方向發(fā)展,對旋轉機械在速度、容量、效率和安全可靠性等方面提出了更高要求。在旋轉機械中,轉子-軸承系統(tǒng)存在許多非線性問題,其動力學行為十分復雜,隨著非線性動力學理論的發(fā)展,非線性動力學理論與轉子動力學緊密結合在一起,這使得轉子動力學的研究也呈現(xiàn)出了一個新的面貌。 目前,國內(nèi)外科技工作者采用非線性理論和方法對轉子系統(tǒng)進行了大量的研究工作,包括轉子系統(tǒng)裂紋故障的分岔與混沌行為及穩(wěn)定性,轉子系統(tǒng)的油膜震蕩、碰摩、基礎松動的研究,轉子系統(tǒng)故障的慢變過程及突變的研究等,但是目前轉子系統(tǒng)多被簡化為具有某一單一故障的單盤轉子模型,對耦合故障多盤轉子系統(tǒng)的動力學行為和故障機理研究還比較少,而工程實際中的轉子系統(tǒng)模型更為復雜,耦合故障普遍存在。 本文由簡單到復雜建立了三個采用滑動軸承支撐的雙圓盤轉子—軸承模型,首先是以帶有一端軸承支座松動的簡化雙圓盤轉子系統(tǒng)為模型(轉子系統(tǒng)在非線性油膜力的作用下)。其次是以含有碰摩故障的簡化對稱剛性支撐轉子-軸承系統(tǒng)為對象,其中一個轉子圓盤與靜子發(fā)生局部碰摩,轉子與靜子之間的摩擦力符合庫侖摩擦定律。最后建立了一個較復雜的含有松動與碰摩耦合故障的轉子-軸承系統(tǒng)。 對于這三個模型,本文采用了計算速度較快的Newmark方法求解系統(tǒng)的響應,用Poincare映射、軸心軌跡和頻譜圖分析各個轉子-軸承系統(tǒng)在特定參數(shù)下的運動特征,通過分岔圖研究了轉子—軸承系統(tǒng)隨某些參數(shù)(轉速、不平衡量分布、軸承質(zhì)量等)變化時的系統(tǒng)響應。
【圖文】：

( ) ( )[ ] + ++= 3(,,)cos(,,)2sin(,,)3(,,)sin(,,)2cos(,,)12222212'2'ααααααααααyVxyGxySxyxVxyGxySxyxyxyyxffyx2212(cossin)(,,)(,,)xyyxGxyVxy + =αααα21(cossin)cossin(,,)αααααxyxySxy ++=1 12 2 2 22 22 cos sin( , , ) arctan2(1 ) (1 )y xG x yx y x yπ α αα = + ' ''' '2 2arctan sign sign( 2 )2 2 2 2y x y xy xx y x yπ πα+ + = + 2.4 支座松動轉子-軸承系統(tǒng)非線性動力學行為2.4.1 松動轉子系統(tǒng)的力學模型

1. 若 Poincare 截面存在有限個映射點，系統(tǒng)(4-13)具有周期解(1 個映射點)，倍周期解(2 個映射點)；2. 若 Poincare 截面上的映射點構成具有規(guī)則幾何形狀的封閉曲線，系統(tǒng)出現(xiàn)概周期解；3. 若 Poincare 截面上的映射點構成的曲線具有分形幾何結構或分布在一定區(qū)域內(nèi)不可數(shù)，表示系統(tǒng)(4-13)出現(xiàn)混沌解。4.4 含松動與碰摩的轉子系統(tǒng)的力學模型以一端軸承支座松動的簡化轉子系統(tǒng)模型為討論模型，如圖 4-1 所示，，轉子的兩端由 2 個相同的滑動軸承支撐，在兩端滑動軸承處的轉子集中質(zhì)量為1m ，轉子圓盤的等效集中質(zhì)量為2m ，ck 為定子的剛度， k 為彈性軸的剛度，2c 為轉子圓盤阻尼系數(shù)，1c 為轉子在軸承處阻尼系數(shù)，視轉子圓盤與軸承之間為無質(zhì)量彈性軸。轉子在軸承處的集中質(zhì)量為1m ，在圓盤處的集中質(zhì)量為2m ，轉子圓盤與軸承之間為無質(zhì)量彈性軸，xF 、yF 分別為滑動軸承作用在軸承上的非線性油膜力，軸承半徑為R ，軸承長度為L 。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TH113.1

【引證文獻】

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1 王海飛;劉美紅;田槐艷;;碰摩轉子系統(tǒng)滑動軸承底座的有限元分析[J];科學技術與工程;2011年01期

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1 王振;大功率齒輪調(diào)速裝置關鍵設計技術研究[D];機械科學研究總院;2013年

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1 姚百惠;故障滾動軸承的轉子系統(tǒng)基座振動響應特性分析[D];湖南科技大學;2011年

2 趙娟;高速滑動軸承—轉子系統(tǒng)的動態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

3 張?zhí)?基于基座多傳感器信息融合的轉子裂紋故障診斷[D];湖南科技大學;2010年

4 芮黎明;GSB-11高速離心泵轉子系統(tǒng)各轉軸臨界轉速的計算[D];南京林業(yè)大學;2012年

5 王海飛;碰摩轉子系統(tǒng)非線性動力學數(shù)值模擬分析[D];昆明理工大學;2012年

6 林圣強;滑動軸承油膜厚度對轉子穩(wěn)定性和振動的影響[D];東北電力大學;2013年

本文編號：2640038