前缘沟槽型可倾瓦轴承动态特性的试验研究

针对可倾瓦轴承润滑的特征,开发了一种新型前缘沟槽型(LEG)三瓦可倾瓦轴承;为获取该可倾瓦轴承的试验参数,研制了一套具有自动采集数据、实时分析数据等功能的可倾瓦轴承动态特性测试试验台;对比分析了浸润式滑动轴承与前缘沟槽型滑动轴承的轴瓦温度特性;采用有限差分算法理论计算了该轴承的动态特性参数,采用扫频激振方法试验研究了该轴承的8个动态特性参数,并通过对比分析理论计算与试验结果验证了试验方法的有效性.研究表明,所开发的滑动轴承具有较好的温度特性及刚度阻尼特性.     

可倾瓦径向滑动轴承性能分析

本文以可倾五瓦径向滑动轴承为例,剖析了可倾瓦径向滑动轴承和各瓦的静特性和动特性随结构和偏心率变化的规律;论述了可倾瓦径向滑动轴承具有高稳定性的本质;探讨了载荷作用位置(作用在支点上和支点间),瓦块支点位置(偏支和中心支点)等对轴承性能的影响。为设计、分析和选用可倾瓦径向滑动轴承提供了资料。     

弹性支承可倾瓦轴承-转子系统振动稳定性分析

介绍了弹性支承可倾瓦轴承的动特性系数表达式及其计算方法,式中考虑瓦块惯性、支点摩擦和瓦背气膜等因素的影响,使理论分析及结果与实际情况更为逼近。此外,还采用单质量转子模型,对轴承－转子系统的振动稳定性进行了分析。     

燃气轮机齿轮耦合转子系统的动力学特性

在考虑滑动轴承的基础上,利用传递矩阵法分别建立了两单轴转子的弯曲振动分析模型,推导了人字齿轮耦合单元的传递矩阵,应用整体传递矩阵法建立了人字齿轮转子系统的弯扭耦合振动分析模型,对某燃气轮机齿轮-转子-轴承系统进行了振动特性分析。通过数值计算与分析,获得齿轮转子系统的特征值、对数衰减率及临界转速。结果表明该齿轮-转子-轴承系统的工作转速远离临界转速,具有工作的稳定性和安全性。     

支点弹性、阻尼可倾瓦轴承转子系统性能的试验分析

制备了一种实现支点弹性和阻尼的新型可倾瓦轴承,在瓦块支点与轴承体之间设置了弹性垫片,使瓦块的支点支撑在弹性垫片上,弹性垫片与轴承体之间有微小间隙,与轴承润滑共享供油槽以实现局部挤压油膜效应,并在模拟真实透平压缩机尺度的转子振动试验台上开展试验研究.试验结果表明,通过加装此垫片能够增大转子的1阶临界阻尼,有效提高转子系统的稳定性.     

新型动静压轴承试验台的设计与研究

为深入研究不同工况下动静压滑动轴承的静、动特性,设计、制造和调试成功了一台通用的新型动静压轴承试验台。在该试验台能进行静压和动静压轴承的静特性和动特性试验,并能进行实验数据的自动采集与处理。为中小型滑动轴承设计提供一整套有效的实验研究方法和设备。     

采用新型电磁动平衡装置的动平衡研究

针对高速转子不平衡产生振动超标的问题,设计了一种基于静磁场的电磁在线动平衡装置;详细讨论了该动平衡装置的基本工作原理和设计方法;通过有限元软件ANSYS建立实体模型,计算并分析了设计参数对该装置所施加电磁力的影响.以转子的动力学有限元模型为基础,通过缩减不平衡响应与不平衡量之间的关系矩阵,采用无试重法识别出转子集中不平衡量的大小,最后通过搭建动平衡试验台实现了转子的动平衡,从而验证了该新型电磁动平衡装置的有效性.研究结果表明,该动平衡装置可以产生用于动平衡的电磁力,并且能够根据无试重法识别出的不平衡量值施加电磁力于高速转子,有效地抑制振动幅值.由于受结构和工作原理的限制,该电磁动平衡装置更适用于高速精密转子的在线动平衡.     

滑动轴承椭圆度对转子加速过程振动响应的影响

针对传统固定瓦轴承无法根据实际工况调节轴承参数的问题,提出了一种椭圆度可调滑动轴承结构。该轴承结构基于机械传动原理,将主动控制应用于流体轴承,可以在不同转速下,根据转子实际的振动情况调节轴承椭圆度,通过改变油膜厚度来抑制转子的振动,使转子加速过程中的振动幅值始终保持在安全范围内。通过有限元法建立了转子轴承系统模型,用于计算转子加速过程的动力学响应,并通过改变该椭圆度可调滑动轴承的油膜间隙,分析了椭圆度对转子加速过程振动响应的影响。研究发现:经过临界转速区域时,转子属性表现为柔性转子系统,这时通过减小椭圆度、增大油膜间隙能有效抑制转子的振动;远离临界转速区域时,转子属性表现为刚性转子系统,这时通过增大椭圆度来减小油膜间隙也能有效地抑制转子的振动。     

滑动轴承-转子系统中金属阻尼器的减振特性

为了探究金属阻尼器对滑动轴承-转子系统减振性能的影响,设计并制造了普通、周向金属阻尼器支撑、径向金属阻尼器支撑的3种滑动轴承,并通过试验研究了含3种轴承的轴承-转子系统的振动特性和稳定性,分析了轴承-转子系统的半速涡动和减振特性.结果表明:与普通滑动轴承相比,金属阻尼器支撑的滑动轴承的加速度幅值显著降低;因为没有明显的半速涡动和异步振动,所以径向金属阻尼器支撑的滑动轴承比周向金属阻尼器支撑的滑动轴承的减振效果更好;由金属阻尼器消散的振动能量有助于提高轴承-转子系统的动态稳定性.     

烧结风机故障诊断应用

通过对烧结风机滑动轴承特性计算及从风机转子结构出发,建立风机转子-轴承系统的力学模型,用来校核系统的稳定性、分析影响稳定性的各种因素及查找风机系统存在振动问题的原因.同时应用旋转机械状态监测故障诊断CAMD-6100系统,对现场烧结风机进行监测,分析监测数据,最终找出故障原因,并加以解决.     

20万千瓦汽轮发电机组转子轴承系统稳定性研究

在已知滑动轴承动力特性的8个系数的基础上,通过计算来预报转子轴承系统失稳转速及稳定裕度.从理论上比较了用不同沟槽结构参数的椭圆轴承支承的转子轴承系统的阻尼变化趋势,定量地判断了系统的失稳转速,并研制了计算程序,对20万千瓦汽轮发电机组转子轴承系统稳定性进行了理论分析和计算.     

巨型臂式离心机的试验不平衡量识别方法与试验

针对滑动轴承转子系统非线性动力学特性强,传统不平衡量识别方法应用于采用液压滑动轴承的巨型臂式离心机不平衡量监测时局限性较大的问题,提出一种基于径向轴承反力实时识别巨型臂式离心机试验不平衡量的方法.首先,根据臂式离心机的结构特点与其不平衡量的组成,通过受力分析获得径向轴承反力与试验不平衡量之间的关系;其次,对轴承刚度变化对径向轴承反力的影响规律进行分析,结果表明轴承荷载分担比受轴承刚度非线性影响较小,理论上证明了基于径向轴承反力识别试验不平衡量的可行性;最后,通过台架试验对识别方法进行了初步验证.试验结果表明,该方法受系统非线性特性影响小,在工作转速范围内能够有效识别试验不平衡量.     

多支承转子-轴承系统试验台动力学设计

为实现多支承轴承-转子系统振动监测和机械设备故障诊断,设计研制了一台模拟大型旋转机械动力特性的多支承轴承-转子试验台。采用有限元算法,经过系统动力学设计计算和理论分析,表明本试验台具有良好的动力学特性和足够的稳定性裕度,能够进行多种转子动力学实验研究,具备机组机械振动监测、故障模拟、轴承负荷在线监测等多项功能。     

具有非线性油膜力的滑动轴承转子系统振动特性研究

本文为研究非线性油膜力和轴承外弹性阻尼对流体动压滑动轴承转子系统的振动特性的影响,按单圆盘挠性转子模型,建立了非线性运动方程式,并据此发展了一个RKP 程序.这个程序能够处理各向同性和不同性轴承外弹性阻尼的影响,又能处理可能施加于轴承上的多种外界干扰,并能适应从圆柱轴承到特殊孔形固定瓦轴承非线性油膜力的需要.文中介绍了利用这个程序计算已经得到的结果.结果显示有可能利用外弹性阻尼支承结构抑制系统振动,使系统能在通常意义下的“线性失稳”界限以上的转速下工作.     

挠性转子动平衡小型试验与现场平衡

本文叙述了挠性转子动平衡与刚性转子动平衡的不同特点。从分析挠性转子的振动特性出发,阐述了挠性转子动平衡的基本原理。本文介绍了在实验室里进行挠性转子动平衡模型实验的概况。实验结果指出,对挠性转子找平衡,可以通过对轴承坐振动的测量,再根据振型规律及振型函数正交原理,参考振型曲线选择平衡校正平面的位置,逐阶地对转子进行质量校正,最后达到工作转速下转子的总体平衡。本文还介绍应用这个实验成果,有效地对国产第一台20万瓩废汽轮发电机及30万瓩双水内冷汽轮发电机转子进行现场平衡,大大地减少了平衡次数,缩短了找平衡工作时间,提高了平衡质量,达到了动平衡的技术要求。     

利用磁悬浮技术提高动平衡精度及平台设计

在现有的磁悬浮技术和动平衡原理的基础上,对常规的机械式动平衡仪进行改进,提出了利用磁悬浮技术对动不平衡质量进行不停机自动切除的方案.即在不停机的情况下,采用激光加工器对不平衡质量进行自动切除,使转子由不平衡到平衡.分析转子的动平衡特性和磁悬浮的振动特性,建立振动方程,对工作平台的结构进行分析设计.该方法与传统的在停机情况下对不平衡质量进行切除相比,提高了动平衡的精度和系统的效率.     

任意滑动轴承支承的高速转子非线性动态和稳定特性

对间隙为任意形状的径向滑动轴承支承的单质量对称转子非线性振动特性,提出了一种新的计算方法,讨论了各种不同类型的轴承和轴承参数对上述系统的非线性影响.计算结果与已发表的相应的试验结果基本相符.     

双转子航空发动机高速动平衡技术试验研究

带中介轴承的航空发动机双转子系统极易发生振动耦合共振现象从而导致振动超限,单独平衡高压、低压转子的减振效果则因振动耦合共振的影响非常有限.本文针对双转子系统的结构特点,提出了一种动平衡方法—双转子振动耦合共振平衡法,完成了模拟双转子系统的高速动平衡试验,平衡效果良好,解决了双转子系统在多种工况下的振动超限问题,发展了转子高速动平衡技术.     

推力轴承对单质量转子弯曲振动状态的影响

本文建立了计及推力轴承动特性影响的单质量转子运动方程。系统地分析和计算了推力轴承对转子弯曲振动状态的影响,并且对一些影响转子弯曲振动状态的参数进行了讨论。计算结果表明,在一定的工作状态下,推力轴承的存在可以显著地提高转子系统的临界转速及失稳转速,降低共振振幅。     

整体齿轮增速式离心压缩机振动耦合动力特性研究

以一台在役的六级整体齿轮增速式离心压缩机为研究对象,基于转子动力学和齿轮动力学理论,建立了全自由度齿轮-轴承-转子耦合系统有限元模型。计算了考虑齿轮啮合接触的转子系统固有频率、模态振型和不平衡响应,得出了这种复杂轴系的模态特征与振动传递特性。在此基础上,研究了不同支撑型式下转子振动响应特性,并探讨了齿轮螺旋角对转子振动的影响。研究结果表明,耦合轴系的固有频率和不平衡响应峰值都有所增大;转子系统在可倾瓦轴承支撑下,无论过临界还是工作转速振动幅值均较低;当齿轮螺旋角为15°时,转子振动幅值最小。