对油膜涡动和油膜振荡的转子动力观测

摘要:本研究应用油膜轴承的转子动力模拟器研究了负载对油膜涡动和油膜振荡的影响。在不同的加载条件下,当机器在开始运行以及随后的减速运行不同阶段时测量、分析并展现转子的偏移。除了观测通用教科书中介绍的油膜涡动和油膜振荡外,还要观察油膜振动的调频和其它振动分量。
 

1. 引言
在相对高速运行时,油膜涡动常发生在机器配备压力润滑系统的滑动轴承上。
如果轴因为负荷、偏心、失衡作用而发生中心偏离,这时轴承一面的间隙将比另一面大,如图1所示,。
 

当润滑剂的旋转速度小于轴速的50%时,油液必定被挤出到轴和轴承之间的狭窄区域。当润滑剂离开缝隙时,在间歇内部逐渐增长的润滑剂的平均速度开始减慢。这样在间歇两面的加速和减速过程便引起了动荡,便在高压润滑区产生了涡流。
油涡上的轴就像一个骑在波浪表面的冲浪板。当涡流的频率稍微低于轴承旋转速度的一半时,导致了不稳定,即产生了所谓的油液涡动。当轴的回转速率低于不稳定性阙值时,油液涡动正比于轴的频率,且开始回落。
当轴速超过2倍以上的第一临界转速时,油膜涡动频率接近轴承的第一个临界速度,产生了油膜涡动的共振条件;当轴承的第一临界速度和轴的频率低至它的临界频率的两倍时,油膜涡动频率便保持恒定;这两种现象都很严重,可能导致润滑膜的渗透,进而引起轴与轴承的碰撞,从而产生严重后果。
本研究在带有油膜正轴承的转子动力模拟器上进行了系列测试,以观察油膜涡动和油膜振荡现象。
 

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