船舶尾軸尾軸承間的潤滑與碰摩特性研究.pdf

1、船舶尾軸作為船舶推進軸系的一個重要組成部分，尾軸管軸承不僅支承著尾軸自身的重力還支承著船體外懸掛螺旋槳的巨大重量，所以尾軸承是船舶軸系中負荷最大的軸承之一。如今，隨著船舶噸位的不斷增加，船舶尾軸和螺旋槳的重力作用也不斷加大使得尾軸常常發(fā)生撓曲現(xiàn)象，這會給尾軸承造成很大的邊緣負荷影響甚至破壞尾軸承與軸頸之間的良好潤滑狀態(tài)。同時，在船舶軸系的運行過程中，由于船舶軸系的不對中或者彎曲，使得尾軸的運動振幅增大，當其振幅超過尾軸承與軸頸之間的間隙

2、時，便引起軸承與軸頸之間的碰撞與摩擦，簡稱碰摩。碰摩是大型旋轉(zhuǎn)機械常見故障現(xiàn)象之一，碰摩能使尾軸管軸承支承磨損、軸承與軸頸之間的間隙增大，甚至導致船舶推進軸系故障，影響船舶的安全可靠營運。
　　 本文以船舶尾軸作為研究對象，建立了船舶尾軸在油膜力、密封力和碰摩力耦合作用下的Jeffcott轉(zhuǎn)子動力學模型，主要就尾軸承與尾軸頸之間的碰摩故障行為進行了研究。文章內(nèi)容安排如下：
　　 (1)根據(jù)非線性動力學理論，介紹了分岔和混

3、沌的相關基礎理論知識，給出了碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)常用的研究方法：時域波形圖、功率譜圖、軸心軌跡圖、相平面圖、分岔圖和Poincare圖等相關內(nèi)容。
　　 (2)借助流體動力潤滑理論的相關知識就徑向滑動軸承的承載機理進行了分析，按照庫侖摩擦定律推導出碰摩力數(shù)學表達式，用一個簡單的Jeffcott轉(zhuǎn)子作為研究對象，給出了單圓盤轉(zhuǎn)子的運動方程。
　　 (3)建立兩端由滑動軸承支承的Jeffcott轉(zhuǎn)子動力學模型，給出了系統(tǒng)動力學方程，

4、用數(shù)值仿真的方法獲得了不同激勵頻率下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分岔響應圖形，后得出了不同激勵頻率下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的時程圖、功率譜圖、軸心軌跡圖和龐加萊映射圖。運用數(shù)值積分的方法，得出了碰摩剛度kc在0～2×107變化范圍內(nèi)的碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)響應分岔圖。當碰摩剛度較小時，局部碰撞產(chǎn)生的作用力較小，系統(tǒng)響應主要受非線性油膜力和密封力的影響，隨著碰摩剛度kc的不斷增加并接近或者超過油膜力和密封力的作用時，系統(tǒng)逐漸表現(xiàn)出不同的非線性動力學特征，出現(xiàn)倒分岔現(xiàn)象。以上對轉(zhuǎn)子