立式转子轴承系统稳定性研究

摘要

立式转子轴承系统属于轻载转子的范畴，因此稳定性比较差。虽然立式转子在船舶、水力、风力发电机组、油田等行业内有着广泛的应用，但是关于立式转子振动特性的理论和实验研究尚不成熟，理论和实验存在很大的差距。因此，需要进一步对立式旋转机械的振动机理进行研究。
　　本文建立了非线性油膜力作用下立式、卧式和倾斜状态下转子轴承系统的有限元模型，并采用Newmark法对系统的微分方程进行积分求解。其中，用于有限元分析和实验研究的转子模型为 Bently-RK4实验台，转子采用Euler梁单元模型，轴承采用Capone非线性油膜力模型模拟，轮盘假设为集中质量。
　　得到了不同倾斜状态下转子轴承系统油膜涡动和油膜振荡的频域和时域特征；对卧式、立式和横纵倾状态下的转子轴承系统的稳定性进行了对比；并详细分析了长径比、半径间隙、润滑油动力粘度等轴承参数，以及轮盘的质量偏心对转子轴承系统稳定性的影响；
　　最后，对不同倾斜状态下转子轴承系统的稳定性进行了相关的实验研究；得到了不同倾斜状态下转子轴承系统的稳定性规律；并根据数值仿真和相关的实验研究结果，总结了提高不同倾斜状态下转子轴承系统稳定性的措施和方法。

目录

中文封面

英文封面

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的来源及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 转子轴承系统动力学响应计算方法

2.1 引言

2.2 求解动力学微分方程的数值积分方法

2.3 转子的有限元模型

2.4 径向滑动轴承非线性油膜力的推导过程

2.5 本章小结

第3章 立式和卧式转子轴承系统稳定性对比分析

3.1 引言

3.2 转子模型的建立

3.3 立式转子轴承系统稳定性的定性分析

3.4 立式和卧式转子轴承系统振动特征对比

3.5 立式转子稳定性随轴承参数变化规律

3.6 卧式转子稳定性随轴承参数的变化规律

3.7 本章小结

第4章 转子轴承系统稳定性随倾斜角度的变化规律

4.1 引言

4.2 倾斜转子轴承系统模型

4.3 长径比及转子倾斜角度对稳定性的影响

4.4 半径间隙及转子倾斜角度对稳定性的影响

4.5 润滑油粘度及转子倾斜角度对稳定性的影响

4.6 轮盘质量偏心及转子倾斜角度对稳定性的影响

4.7 本章小结

第5章 立式转子轴承系统稳定性的实验研究

5.1 引言

5.2 实验设备简介

5.3 通过实验数据判断失稳转速的方法

5.4 立式转子轴承系统稳定性实验研究

5.5 转子轴承系统稳定性随倾斜角度的变化规律

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致谢