高速悬浮转子跌落在保护轴承上的碰撞力研究

摘要

对高速转子跌落在保护轴承上的碰撞力进行了理论分析和试验研究.基于Hertz接触理论,建立了转子跌落在保护轴承上的非线性碰撞力模型,并提出了转子跌落在保护轴承上的碰撞力测量方案,设计了碰撞力测量装置;考虑到碰撞力测量装置的非线性影响,运用冲击力锤分别在不同大小的冲击力下对碰撞力测量装置进行了标定,由转子跌落后支撑环的振动加速度信号反推碰撞力.对不同初始转速下转子跌落在保护轴承上的碰撞力进行了试验研究,得到了转子跌落后支撑环的振动加速度信号和转子轴心轨迹;试验结果表明:初始转速越高,转子跌落后保护轴承受到的振动冲击越大,越容易出现涡动现象,且转子跌落后0.1s内,保护轴承受到的冲击达到最大值;最后根据碰撞力的试验结果对碰撞力模型进行了评估,识别出了碰撞系统动力学模型中的等效质量me和等效刚度系数ke,并验证了模型的有效性.