【摘要】： 本文圍繞軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性行為及其耦合調(diào)頻技術(shù)來進行研究工作。主要研究目的是深入了解軸承中潤滑流體與轉(zhuǎn)子流固耦合的機理,研究軸承潤滑流體的流動情況、轉(zhuǎn)子運動情況和軸承所受載荷等因素之間的關聯(lián)性,觀察和分析軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中復雜的非線性特征,進而通過耦合調(diào)頻方法提高軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 結(jié)合滑動軸承雷諾方程的解析解和非線性油膜力的表達式,分析了滑動軸承低頻渦動特性,同時討論了不可壓流動假設得到的雷諾方程解析解,對于氣體潤滑軸承的適用性,為氣體潤滑軸承的耦合調(diào)頻試驗建立了理論基礎。通過論述軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中流固耦合原理及其調(diào)頻的技術(shù)含義,進一步研究了軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)“耦合調(diào)頻”的概念。根據(jù)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)載荷平衡方程,完善了“工程穩(wěn)定性”的判別準則。以耦合調(diào)頻基本概念為理論基礎,工程穩(wěn)定性判據(jù)作為前提條件,論述了耦合調(diào)頻的具體技術(shù)思路,從而為氣體潤滑軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的耦合調(diào)頻試驗提供了理論依據(jù)。 完成了動靜壓混合氣體潤滑軸承的起�！\行試驗。從非線性動力學理論出發(fā),分析了氣膜渦動、振蕩和失穩(wěn)過程的非線性特征。驗證了固有頻率和氣膜渦動頻率之間的耦合所導致的氣膜振蕩,使得系統(tǒng)進入混沌振動狀態(tài)的機理;觀察到混沌振動的“有界”性質(zhì),以及氣膜失穩(wěn)導致碰摩的過程。根據(jù)耦合調(diào)頻的基本思想,總結(jié)了以下調(diào)頻措施:改變系統(tǒng)固有頻率和氣膜渦動頻率之間的耦合關系,使得設計轉(zhuǎn)速與氣膜渦動和振蕩發(fā)生的轉(zhuǎn)速范圍保持一定裕度;根據(jù)工程穩(wěn)定性判據(jù),有效的控制振幅及其變化趨勢,并使得混沌振動的轉(zhuǎn)速范圍盡可能小;有效抑制氣膜渦動的能量積聚以便避免氣膜振蕩,可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,避免氣膜失穩(wěn)的發(fā)生。這些分析為軸承—轉(zhuǎn)子耦合調(diào)頻提供了試驗依據(jù)。 結(jié)合耦合調(diào)頻基本原理和工程穩(wěn)定性判據(jù),對氣體潤滑軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行了耦合調(diào)頻試驗。靜態(tài)和動態(tài)調(diào)整的試驗表明,通過調(diào)整軸承供氣壓力改變固有頻率和氣膜剛度,可以改變渦動頻率與固有頻率的耦合關系,說明低頻渦動通過耦合調(diào)頻方法是可以控制的;氣膜振蕩導致的低頻渦動能量的俘獲特征,對于軸承—轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性是不利的;在氣膜失穩(wěn)轉(zhuǎn)速區(qū)域施加適當?shù)妮S承壓力,調(diào)節(jié)系統(tǒng)剛度,同時有效控制能量輸入,避免低頻渦動能量積累,可以控制低頻和工頻能量分配關系,避免低頻能量俘獲而出現(xiàn)碰摩失穩(wěn)。觀察分析了由于軸承設計剛度差異造成的“雙低頻”現(xiàn)象,并討論了這種情況下耦合調(diào)頻技術(shù)的應用�？偨Y(jié)歸納了軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)流固耦合的規(guī)律,進一步驗證了耦合調(diào)頻技術(shù)的有效性和實用性。
【圖文】：

岢小ぷ，

本文編號：2658543