柔性鉸鏈可傾瓦動壓軸承軸心軌跡的理論與實驗研究.pdf

1、可傾瓦軸承是滑動軸承的一種，其具有噪音小、摩擦功耗小、運轉平穩(wěn)等特點，但這種軸承因結構缺陷而造成了大量的事故，因此需要對其結構形式進行改進創(chuàng)新。柔性鉸鏈可傾瓦軸承是一種新形式的可傾瓦軸承，將軸瓦與軸承主體通過柔性鉸鏈連接，進行一體化加工，代替擺動支點，既摒棄了普通可傾瓦軸承的機構復雜、非承載瓦空載時具有不穩(wěn)定性等諸多缺點，同時具備了它的各種優(yōu)良特性，具有明顯的優(yōu)勢。本論文基于柔性鉸鏈可傾瓦軸承，對柔性鉸鏈結構、軸承動靜特性及實現(xiàn)預定軌跡

2、的主動控制方法進行了詳細的研究，并利用實驗臺得出了轉子的非線性軸心軌跡。主要的研究內容有以下幾點:
　　首先，本文通過有限差分方法根據(jù)雷諾方程計算了軸承的油膜壓力分布與油膜合力。運用三維制圖軟件對軸瓦鉸鏈結構進行建模，并使用有限元法分析了其固有頻率等結構特性，然后用實驗的方法測量了軸瓦的固有頻率，將實驗數(shù)據(jù)與模擬仿真結果進行對比，最終得到了柔性鉸鏈結構剛度與阻尼系數(shù)。
　　其次，本文基于柔性鉸鏈可傾瓦軸承轉子重力、非線性油膜

3、力以及所受動載荷建立了轉子運動模型，運用歐拉算法得出了轉子在一段時間內完整的非線性軸心軌跡，同時運用四階五級Runge-Kutta-Felhberg算法得出了四個軸瓦的擺動規(guī)律。在考慮軸瓦擺動自由度的前提下計算出了軸承的八個折合動特性系數(shù)，并將非線性軸心軌跡與動特性的計算方法結合，計算出了系統(tǒng)在特定工況前提下的隨時間變化的動特性系數(shù)，即連續(xù)動特性。
　　然后，本文提出了在軸瓦瓦背安裝壓電致動裝置的主動控制方法。通過控制軸瓦擺角抑制

4、轉子振動。計算了軸瓦擺角規(guī)律改變對非線性軸心軌跡的影響，并推導了壓電裝置施加控制力與軸瓦擺角的關系。提出了基于預定軸心軌跡的軸瓦擺角計算方法，根據(jù)預定軌跡計算出了特定軸瓦的擺動規(guī)律，并進行了仿真驗證。
　　最后，本文搭建了柔性鉸鏈可傾瓦軸承轉子系統(tǒng)實驗臺，運用電渦流傳感器和測試儀器對不同轉速下轉子的非線性軸心軌跡進行了測試，并通過設計濾波器對所測數(shù)據(jù)進行了分析處理，得出了實際工況條件下的非線性軸心軌跡。
　　本文的研究對柔性