轴承刚度对船舶轴系振动特性的影响研究

针对某船舶轴系进行了三维几何建模,对不同位置、不同刚度的轴承条件下的轴系周有振动特性进行了分析,得到了不同位置不同刚度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响。计算结果表明,不同位置轴承刚度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同。在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中刚度要发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化。其它位置处的径向轴承由于刚度相对较大,而且刚度不易发生变化,因此对船舶轴系的振动特性影响较小。而推力轴承刚度的变化影响只影响轴系的高频振动,对船舶轴系最关注的低频振动来说,影响可以不计。     

舰艇轴系横向振动临界转速的计算

引言过去计算轴系横向振动临界转速时,一般都是采用近似法,而且一般只能求得一阶临界转速,但某些高速轴系二级以上的临界转速也在工作转速范围内,必须充分注意。有的方法为计算简单,用轴系后面靠近螺旋浆的三个艉轴轴承的一段轴计算,略去了轴系前端的数个跨距,而且由于推导频率方程的方法欠妥当,增加了额外解,会导致计算错误。因此,为较准确地求得轴系工作转速范围内的各阶临界转速,就要用电子计算机直接求得轴系运动微分方程的精确解。本文将推导出适于用电子计算机计算轴系各阶横向振动临界转速的计算式。     

复杂空间分支轴系横向振动特性分析

利用有限元法分析复杂空间分支轴系的横向振动。针对某型发动机的结构特点、连接关系,将其简化为一种复杂的空间分支轴系,建立有限元模型。在此基础上进行模态分析,并进一步计算轴承刚度、轴承阻尼对整个系统横向振动特性的影响,分析参数变化对轴承传递率的影响。为某型发动机减振设计提供了理论基础。     

灯泡贯流式机组轴系统的横向自振特性

利用有限单元法，考虑陀螺效应等因素，编制机组轴系统横向振动的自 振频率计算的计算机程序并计算轴系的自振频率．然后，分析油膜刚度以及 轴承座和基础的弹性对轴系自振持性的影响．结果表明：油膜轴承的交叉刚 度、陀螺效应以及轴承座和基础的弹性对轴系的自振特性的影响非常显著； 因此，在计算轴系的自振频率时，非常有必要考虑这些因素的影响．     

大型水泵—水轮机组轴系的动力特性

以某大型水泵—水轮机组为实例，讨论了机组轴系的动力特性——弯曲振动和扭转振动特性。要计算得到轴系的动力特性，关键在于正确建模，再通过试验或真机现场实测，获得必需的数据和资料，然后用转子动力学方法求得。讨论了建模的策略，分析了影响轴系动力特性的各种主要因素，如轴承油膜和支承结构的刚度、回转效应、水的参振质量以及各种水动力、机械力和电磁力。透彻地掌握轴系的动力特性是机组设计的主要内容之一，对机组的安全运行和故障诊断等至关重要     

变姿态下摆台多支承轴系轴承刚度的计算方法

针对现有多轴承支承轴系的刚度计算只限于主轴等对称回转结构,不能分析转动部分结构复杂并且受重力、切削力作用的数控摆台支承轴系的问题.提出一种数控摆台多支承轴系的轴承静刚度计算方法.首先,利用子结构方法对转动部分的有限元模型进行静力凝聚,并通过刚性耦合约束连接缩聚后的有限元模型与支承轴的梁单元模型;其次,结合角接触球轴承的刚度模型建立整个轴系的静力平衡方程,通过迭代求解得到各轴承的实际载荷和刚度.计算了四轴承支承轴系各轴承的载荷和刚度,与商业软件结果的误差小于1%,验证了上述方法的准确性.研究发现:重力作用下摆台支承轴承静刚度随摆角的改变发生显著变化.     

水轮发电机轴系横向振动响应的时间有限元法

研究水轮发电机轴系的横向振动的动力响应仿真计算方法.考虑了轴系的陀螺效应和轴承参数的非线性,采用基于Galerkin格式的不连续时间有限元法,给出了水轮发电机机组轴系统动力响应的时间有限元计算方法.据此开发了计算仿真程序,进行了实例计算和分析,并分析了各种因素对系统动力响应的影响,该方法可用于具有非线性问题的转子系统的动力响应仿真计算.     

按模态综合法讨论复合轴系的动力响应

本文为分析诸如精纺纱锭、气流纺杯转子等纺织机高速回转轴系的动力特性,讨论了模态综合法在确定复合轴系的动力响应上的应用;然后对因组件初始不均衡而有的激励和具有中间套管的挤压油膜阻尼装置进行分析;最后,作为算例,对国产型号精纺纱锭在给定卷装初始不均衡量下,计算其工作转速邻近的范围内强迫振动的锭端振幅和上轴承反力,并和实验结果相验证。     

对标准中轴系横向振动临界转速计算第一个方法的探讨

引言由于工作的需要,我们对标准所述轴系横向振动临界转速计算的第一个方法进行了分析、研究,发现由于推导频率方程(标准16页式(2))的方法欠妥当而增加了额外解。使用该方法计算轴系的临界转速很可能把额外解当成轴系的临界转速而导致计算错误。据了解某些轴系设计者目前还以该标准做为设计计算参考资料,因而有必要给以指出,以免造成设计错误,影响轴系正常工作而引起不必要的损害。     

多支承轴系轴承受力与刚度的有限元迭代计算方法

为了准确计算多支承轴系中每一个轴承的受力与刚度,分析预紧力对轴承刚度的影响,提出了一种基于有限元分析的迭代计算方法.该方法考虑了主轴受载后轴承受力与刚度的相互影响关系,在轴系和单轴承的有限元模型中利用受力-变形-刚度关系式进行迭代求解,以此寻找轴承受栽后的平衡状态.通过与典型数值计算结果的比较可以看出,所提方法解算出了每一个轴承的受力和刚度,解决了多支承轴系的超静定问题和支承一轴承受力分配问题.通过轴承受载变形实验同时验证了方法的正确性.     

考虑轴柔性的二级齿轮减速器振动噪声研究

针对齿轮箱在实际运行过程中存在的轴系变形问题,提出了一种二级齿轮减速器在多源时变激励作用下振动噪声的计算方法。综合考虑齿轮、轴承时变刚度以及误差激励的影响,并引入二级齿轮相位关系,采用有限元法建立了计入轴柔性的二级直齿轮-轴-轴承系统耦合动力学模型。通过Newmark时域积分法求解系统动力学方程,得到各轴承动载荷,并分析了传动系统的固有特性及轴的静变形特征。采用有限元法对齿轮箱进行模态分析,提取箱体各阶固有频率与振型。以轴承频域动载荷为齿轮箱激励,利用模态叠加法计算得到齿轮箱的振动响应,并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行了计算。分析了轴柔性和转速对轴承动载荷与箱体辐射噪声的影响。仿真结果表明:计入轴柔性后,轴承动载荷波动幅值降低,激励频率成分也随之减少;在低频段200～900Hz与高频段1 800Hz附近,箱体的主要共振模式发生改变,顶部场点噪声有所降低;随着转速的升高,激起了传动系统轴系弯曲振动模式,并引起传动系统振动幅值增大,且齿轮箱顶部场点噪声明显大于两侧场点噪声。研究结果可为减速器的减振降噪设计提供理论参考。     

水轮发电机轴承横向振动响应的时间有限元法

研究水轮发电机轴系的横向振动力响应仿真计算方法,考虑了轴系的陀螺效应和轴承参数的非线性,采用基于Galerkin格式的不连续时间有限元法,给出了水轮发电机机组轴系统动力响应的时间有限元计算方法,据此开发了计算仿真程序,进行了实例计算和分析,并分析了各种因素对系统动力响应的影响,该方法可用具有非线性问题的转子系统的力响应仿真计算。     

热阻网络法在轴系温度场求解中的应用

为了获得主轴系统的温度场,建立了主轴、轴承、套筒、轴承座、端盖的传导和对流换热热阻模型.通过热节点的热量平衡分析,建立了热节点的热量平衡方程组.采用Newton-Raphson法对热平衡方程组进行求解,获得了轴系温度场,对轴承预紧力和主轴转速、轴承初始接触角以及润滑剂黏度对轴系温度场节点温度的影响进行了数值分析和试验.结果表明,在不同的工况下,主轴系统温度场的分布是不同的,轴承的预紧力和主轴的转速越大,轴承的温度就越高,而轴承的初始接触角越大,轴承的温度则越低,并且润滑剂对轴承温度的影响在主轴高速运转时表现得更加明显.因此,通过对轴承预紧力的调节和轴承初始游隙的设定,不仅能够控制轴承工作时的温度场分布,而且可有效地避免滚动轴承的内、外圈因温度过高而导致的失效,从而提高滚动轴承的服役性能.     

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致.研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内.     

轴系的热膨胀对于锥齿轮错位量的影响

错位量对锥齿轮传动性能影响显著,而轴系的热膨胀会影响传动系统刚度,进而影响错位量。该文针对现有锥齿轮校核和分析时没有考虑轴系的热膨胀对错位量的影响这一问题,详细推导了热膨胀与轴承刚度、轴系变形之间的关系,建立了一种考虑热膨胀的锥齿轮传动系统非线性有限元模型,并用于计算锥齿轮错位量。算例结果表明,热膨胀会使锥齿轮错位量减小。进一步研究了不同工作温度下错位量的变化情况,结果表明,系统工作温度越高,热膨胀的影响越明显。该研究为锥齿轮校核和分析中如何考虑和利用热膨胀提供了依据,对其他传动系统的分析也具有一定借鉴意义。     

发动机变阻尼扭振减振器的轴系扭振抑制分析

以发动机曲轴系扭转振动为研究对象,分析了扭振减振器阻尼比参数的变化对轴系扭转振幅放大系数的影响,并开展了轴系变阻尼扭振减振器的设计工作.计算结果表明:装配变阻尼扭振减振器后,系统的自振频率和临界转速都相应有所升高;当变阻尼扭振减振器在各临界转速下选取最佳阻尼值时,轴系自由端各阶扭转振幅均有明显降低,显著改善了发动机的扭转振动特性,验证了变阻尼扭振减振器对轴系扭转振动抑制的有效性.     

300MW发电机组转子密封轴承系统振动特性分析与测量

用多跨多轴承转子系统动力响应有限元—传递矩阵法建模，计算了发电机—励磁机转子及轴承密封环系统的瞬态动力响应。对密封环的动力特性及其对转子振动的影响进行了分析和计算。通过现场实测，证实某引进型３００ＭＷ发电机轴承处振动超差的主要原因是三个：１）励磁机轴系临界转速过于靠近工作转速；２）密封环动力响应的影响；３）轴系三支点的结构使得励磁机一阶模态与发电机二阶模态耦合     

推力轴承对单质量转子弯曲振动状态的影响

转子系统发生横向振动时,系统中的推力轴承将因转子振动而产生一组振动及反力及反力矩,与转子横向振动耦合,从而影响转子系统的振动状态,文中将推力轴承的动特性代入转子系统振动方程,研究了推力轴承关于转子横向振动的强耦合效应;又分别研究了推力轴承对不同转子形式的转子系统的系统阻尼的影响;推力轴承轴向总间隙的影响及当系统取不同的径向滑动轴在支承时,推力轴承对系统振动状态的作用,结果表明：推力轴承对转子横向振     

立式超速试验台轴系的设计及动态分析

本文论述了立式超速旋转试验台轴系设计的基本原则并对自行设计的模型试验台进行了理论分析和试验研究;提出了一种计算轴系临界转速的较简便的方法—一等效刚度法,并对转子的稳定性等若干问题进行了分析和研究。     

进给系统成对安装的角接触球轴承热分析

考虑轴承的离心力、陀螺力矩等因素建立滚珠的动载荷平衡模型,利用牛顿-拉弗逊法求解.然后对轴承、丝杠轴、轴承座取温度节点,考虑轴承热节点之间的接触热阻并利用轴承内部温度变化结合润滑剂的黏温效应实时修正轴系热源发热量、热边界条件等特性参数,建立机床进给轴承系统成对安装角接触球轴承的瞬态热网络模型.利用差分矩阵结合Matlab软件数值求解预测出不同进给速度下轴承座表面等重要节点的瞬态温升曲线,分析不同转速下轴系温度场的变化.并对不同进给速度下的轴系安排实际工况下的试验验证,证明了预测模型的有效性.