超聲懸浮及轉(zhuǎn)子振動抑制的理論與實驗研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們對現(xiàn)代設(shè)備的精密性要求也逐漸提升;機械設(shè)備在運行過程中多數(shù)存在的振動問題變得也更加的明顯。例如旋轉(zhuǎn)機械，為了提高其工作效率，轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙變得越來越小，因而轉(zhuǎn)子的振動可能會發(fā)生轉(zhuǎn)靜子間的碰撞，這對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)將會帶是很大的危害。近年來，近場超聲懸浮效應(yīng)作為一種新穎的抑制振動的方法得到廣泛關(guān)注。許多學(xué)者正在探尋利用超聲懸浮來實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)機械各種常見故障如不平衡、不對中等的控制或抑制。
　　本文首先對超聲懸

2、浮現(xiàn)象進行了實驗測試，從超聲懸浮機理出發(fā)，采用數(shù)值分析和高階差分的方法對其進行了求解。對超聲波擠壓膜懸浮特性和承載能力進行了理論與實驗研究，并結(jié)合凹面超聲懸浮的影響因素探討其影響規(guī)律。根據(jù)超聲懸浮的機理將其應(yīng)用到抑制轉(zhuǎn)子不平衡振動并采用實驗進行了論證。本文的主要工作包括以下幾個方面:
　　首先，由聲輻射原理推出了超聲懸浮解析解公式，對超聲波擠壓膜數(shù)值解進行了理論推導(dǎo)并利用高階差分方法對其仿真求解。針對氣膜力與懸浮間隙、超聲波振幅、

3、氣壓、超聲波頻率等因素的關(guān)系進行了分析，求解了各個參數(shù)對超聲懸浮性能的影響規(guī)律。以超聲懸浮承載能力試驗和與氣壓關(guān)系的試驗超聲懸浮機理進行了驗證。
　　其次，針對凹面超聲波氣體擠壓膜氣膜力采用通過平面氣膜力分解與合成求得。另外結(jié)合摩擦學(xué)原理研究粗糙度對凹面擠壓膜懸浮力的影響，同時對于凹面超聲懸浮與轉(zhuǎn)子形成的擠壓膜考慮了轉(zhuǎn)速的影響。
　　然后，用數(shù)據(jù)擬合的方法求得超聲波擠壓膜氣膜力的公式，將其作用于不平衡轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中。并對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)