滑动轴承-转子系统油膜失稳参数影响分析

以单跨双盘转子系统为研究对象,针对滑动轴承在高转速时容易出现的油膜失稳问题,建立了考虑陀螺影响的转子系统集中质量模型,含油石墨轴承和滑动轴承分别采用弹簧-阻尼模型和短轴承非线性油膜力模型。在给定转速下考虑两种不同载荷工况(工况1,2分别表示两圆盘偏心同向和反向),分析了转子的偏心距、轴承间隙、润滑油黏度、轴承长径比对系统振幅的影响。研究结果表明:工况1出现第1阶油膜失稳,工况2同时出现第1阶和第2阶油膜失稳;各参数在低转速(3 200 r/min)时工况1和2系统振幅变化规律基本一致;在较高转速(5 000 r/min和1 0000 r/min)时,系统振幅在工况2的情况下较工况1大;在高转速(13 000 r/min)时,两种工况下系统振幅都存在较多突变点。

升降速过程中转子系统油膜失稳规律

以某悬臂转子-轴承系统为研究对象,基于有限元方法建立了转子-轴承系统动力学模型。通过时域图、三维谱图和幅频响应图得到了转子系统升降速过程中出现的油膜失稳特征,分析了不同角加速度值在升降速过程中对1阶和2阶油膜失稳规律的影响。研究发现:升降速过程中产生的切向惯性力会改变油膜失稳转速,与稳态情况(角加速度为零)相比,升降速情况下2阶油膜失稳转速有所延迟;升速过程中随着角加速度值的增大2阶油膜失稳转速略有增加、降速过程略有减小;降速过程与升速过程相比,出现明显的迟滞效应。

转定子静态不对中条件下碰摩故障仿真

以一个单跨双盘柔性转子系统为研究对象,首先建立转子系统有限元模型,将定子简化为一个沿圆周方向均布的点集,转子考虑为一个点,通过建立多个点-点接触单元来模拟转定子碰摩故障,通过检测点-点接触单元之间的间隙来确定转子的分离及接触,进而通过碰摩力耦合转定子模型,采用增广的拉格朗日方法来处理接触约束条件,用库仑摩擦模型来模拟转定子之间摩擦。考虑在转定子不对中情况下,转速、转定子当量碰撞刚度、当量碰撞阻尼和摩擦系数对碰摩力的影响。研究结果表明在不同转速下,可能存在不同的碰摩形式(局部碰摩和整周碰摩)及瞬时冲击力;当量碰撞刚度对法向碰摩力影响最大,不对中量主要影响瞬时冲击力,对稳态碰摩力影响不大,当量碰撞阻尼和摩擦系数对法向碰摩力有一定影响。

两种转子轴承系统模型的油膜失稳故障仿真

以单跨双盘转子系统为研究对象,针对滑动轴承在高转速时容易出现的油膜失稳问题,分别建立了考虑陀螺影响的转子系统集中质量和有限元模型,系统中含油石墨轴承和滑动轴承分别采用弹簧-阻尼模型和短轴承非线性油膜力模型,通过三维谱图、轴心轨迹和频谱图,对比分析了两种不同数学模型在不同载荷工况下(两圆盘偏心率同向和反向)的油膜失稳规律及系统复杂非线性动力学特性.两种数学模型的仿真结果均表明:油膜失稳会激起复杂的转频和失稳频率的组合频率成分,反向偏心比同向偏心提高了失稳转速,且在较高转速时能激起系统第2阶油膜振荡,并激发与前2阶油膜振荡频率有关的组合频率成分,二者的差异在于有限元模型的失稳转速略低于集中质量模型.研究结果可为转子油膜失稳故障机理及故障诊断提供依据.