【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)備廣泛用于電廠、石油化工等一些行業(yè),且向著大型化、高速化、連續(xù)化和自動(dòng)化方向發(fā)展,從而使得滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性越來越引人注目。油膜渦動(dòng)和油膜振蕩故障是滑動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中常見故障,破壞性很大,一旦發(fā)生此類故障,造成的損失將十分嚴(yán)重。作者在總結(jié)了前人大量的有關(guān)滑動(dòng)軸承油膜渦動(dòng)和油膜振蕩特性、故障診斷等研究工作的基礎(chǔ)上,以實(shí)現(xiàn)在線消除油膜振蕩為目的,從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了滑動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由油膜力引起的自激振蕩及其特性。 本文根據(jù)滑動(dòng)軸承的理論基礎(chǔ)——流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論,推導(dǎo)了動(dòng)壓軸承的Reynolds方程,表明軸承間隙油膜力主要由于流體的楔形效應(yīng)和擠壓效應(yīng)。并分析了影響軸承與軸頸間隙內(nèi)油膜分布和油膜力大小的因素,油膜的自由邊界的改變與軸承的幾何尺寸、潤(rùn)滑表面的粗糙度、油質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)及物理性能、油膜運(yùn)動(dòng)的雷諾數(shù)Re和軸承的運(yùn)動(dòng)參數(shù)等有關(guān)。同時(shí)對(duì)軸承轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析,推導(dǎo)了油膜渦動(dòng)狀態(tài)下振動(dòng)方程并分析其振動(dòng)特性。當(dāng)渦動(dòng)力大于阻尼力時(shí),軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。闡述了油膜渦動(dòng)與油膜振動(dòng)故障的機(jī)理與特征,并提出了系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響因素和判別準(zhǔn)則。 對(duì)滑動(dòng)軸承油膜振蕩進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,包括轉(zhuǎn)軸的工作轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油供給量和粘度對(duì)其的影響,以及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)軸與軸瓦間隙漏油量與工作轉(zhuǎn)速、油膜振蕩的關(guān)系,并對(duì)油膜振蕩在線消除作了分析研究得到了以下結(jié)論： (1)在2n。附近發(fā)生油膜振蕩現(xiàn)象,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振動(dòng)位移較大,對(duì)滑動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的破壞性大,且半頻成分的影響占主導(dǎo)地位。當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作轉(zhuǎn)速要求高于2nc時(shí),應(yīng)當(dāng)在接近2nc時(shí)以較快的速率升速,減弱振蕩在時(shí)間的作用下對(duì)系統(tǒng)的損壞程度。 (2)油膜振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生與軸承-軸瓦間油膜積聚量有直接的關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)幅值迅速上升時(shí),系統(tǒng)不穩(wěn)定振蕩開始加劇,潤(rùn)滑油膜邊界破裂頻率較快,易被甩出；幅值持續(xù)較高時(shí),油的泄漏量幾乎為零；持續(xù)一段時(shí)間后,隨著轉(zhuǎn)速的提高,軸承、軸瓦間隙的油又被迫甩出,同時(shí)幅值逐漸下降,油膜振蕩會(huì)自動(dòng)消除。因此,可以通過控制供油速度間接調(diào)控潤(rùn)滑油積聚量而實(shí)現(xiàn)在線消除油膜振蕩。 (3)不同的潤(rùn)滑油粘度對(duì)油膜振蕩的影響不同,且對(duì)于固有臨界轉(zhuǎn)速不同的軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)配合使用不同粘度的潤(rùn)滑油,對(duì)油膜振蕩幅值的影響也不相同。實(shí)驗(yàn)得到臨界轉(zhuǎn)速和粘度的四種組合：高η和高nc、低η和低nc、低η和高nc、高η和低nc下,油膜振蕩現(xiàn)象依次加強(qiáng),即高粘度,低臨界轉(zhuǎn)速的最容易出現(xiàn)油膜振蕩,而高粘度高臨界轉(zhuǎn)速最不容易出現(xiàn)油膜振蕩。因此,對(duì)于不同固有臨界轉(zhuǎn)速的系統(tǒng),選用合適的潤(rùn)滑油粘度,是一種既能保證較好的潤(rùn)滑效果也能減弱油膜振蕩現(xiàn)象的手段。 總之,結(jié)合滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)自身的特點(diǎn),如載荷、工作溫度、轉(zhuǎn)速、主軸與軸承間隙及軸承結(jié)構(gòu)等綜合因素,選用合適的潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑油量以及轉(zhuǎn)軸速度加載速率,采用這些手段對(duì)實(shí)現(xiàn)油膜振蕩在線消除有非常積極的意義,為今后滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和使用提供了豐富的實(shí)驗(yàn)資料和理論依據(jù)。
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【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH133.31

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張煜;汽輪發(fā)電機(jī)組油膜失穩(wěn)故障分析及診斷方法研究[D];華北電力大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：2302111