基于柔性轴的压缩机轴承-转子系动力学摩擦学耦合性能研究

摘要

轴承-转子系统作为滚动转子式压缩机中的重要运动部件,其润滑性能优劣对压缩机的整机性能及使用寿命有着直接的影响作用。因此,开展轴承-转子系统动力学与润滑性能分析研究,对保障压缩机平稳运行、提高机械效率和延长使用寿命都有十分重要的意义。
　　本文以某变频滚动转子式压缩机作为研究对象,建立了压缩机轴承-转子系统多体动力学建模与分析模型,获得压缩机主/副轴承在一个工作循环内所受载荷的变化关系,并对比分析各工况下载荷的变化规律。以流体润滑理论为基础,建立径向滑动轴承流体动压润滑数值仿真模型。通过对ADAMS软件进行二次开发,建立了轴承-转子系统动力学与摩擦学耦合仿真模型。对有限长轴承润滑模型与无限长轴承润滑模型两种算法进行对比,结果表明无限长轴承润滑模型误差较大,该模型不适合采用简化算法。根据模态理论,建立动载荷作用下轴承-转子系统的动力学、摩擦学及弹性力学多学科耦合仿真模型,获得了轴承负载、轴心轨迹、最小油膜厚度等计算结果。研究发现该系统运动构件的刚度较大,其受力变形对油膜力的影响较小。在此基础上,对曲轴磨损处进行了研究,分析磨损类型和磨损机理,为曲轴轴承的磨损寿命提供了依据。

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1 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2研究现状与发展趋势

1.3本文研究工作内容

2 多体动力学理论基础

2.1虚拟样机技术

2.2 机械系统动力学基础理论

2.3小结

3 轴承-转子系统动力学仿真

3.1轴承-转子系统刚体动力学仿真

3.2轴承-转子系统柔体动力学仿真

3.3小结

4 轴承-转子系统动力学摩擦学耦合性能分析

4.1 滑动轴承流体润滑理论

4.2 轴承-转子系统动力学摩擦学耦合仿真

4.3 曲轴动力平衡与静力平衡模型比较

4.4 小结

5 曲轴接触副磨损分析

5.1 曲轴磨损类型分析

5.2 曲轴磨损机理分析

5.3 小结

6 总结与展望

6.1 全文结论

6.2 展望

致谢

参考文献