專利名稱：滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判別與控制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)械的穩(wěn)定性分析、故障診斷與控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械向高轉(zhuǎn)速、大跨度、柔性輕結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，滑動軸承油膜與轉(zhuǎn)子相互作用引起的穩(wěn)定性問題日益突出，因此，軸承油膜失穩(wěn)判據(jù)仍是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中沒有徹底解決的難題。
在工程實(shí)際中，旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域的滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)一直沒有一個實(shí)用的方法與標(biāo)準(zhǔn)，尤其是滑動軸承轉(zhuǎn)子渦動特性與穩(wěn)定性的關(guān)系還不清楚，無法對滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行有效的診斷與控制，因此，經(jīng)常發(fā)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)備損壞事故。

發(fā)明內(nèi)容
在工程實(shí)際中，提出了一種根據(jù)軸承承載能力判別滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，即當(dāng)軸承承載能力小于外載荷時，軸承系統(tǒng)失穩(wěn)。
根據(jù)軸承流固耦合運(yùn)動形式的能量轉(zhuǎn)化守恒方程 可確定滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行失穩(wěn)的判據(jù)方程為 因此提高滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性的根本途徑，就是有效的控制系統(tǒng)外擾動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和物性參數(shù)，對滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響，合理調(diào)整軸頸旋轉(zhuǎn)角速度ω0、軸頸的渦動角速度 和偏心率變化速度 的耦合運(yùn)動特性，確保軸承流固耦合運(yùn)動形式的能量轉(zhuǎn)化守恒方程 失穩(wěn)判據(jù)方程表達(dá)式與軸承流固耦合特征系數(shù)的物理意義慣性耦合系數(shù) 它表示油膜旋轉(zhuǎn)慣性與軸頸渦動升力之比值，振動耦合系數(shù) 它表示油膜擠壓力項(xiàng)與軸頸渦動升力之比值，靜壓耦合系數(shù) 它表示油膜靜壓力與軸頸渦動升力之比值，外載荷耦合系數(shù) 它表示軸承外載荷與軸頸渦動升力之比值。
這里，μ為潤滑油動力粘度，L為軸承寬度，λ為軸承間隙比 c為軸承間隙(R-r0)，ω0為軸頸旋轉(zhuǎn)角速度，φ為軸頸渦動角，ε為偏心距，r0為軸半徑，pa為油膜靜壓力，1為油膜起始角，2為油膜終止角。軸承參數(shù)如圖1所示。其中


附圖是軸承結(jié)構(gòu)及參數(shù)示意圖。
圖中1轉(zhuǎn)子、2軸承。
具體實(shí)施例方式
用渦動耦合激振分析方法是對系統(tǒng)某一激振頻率進(jìn)行的諧振分析與評價，非線性耦合振動位移極限環(huán)分析方法則是對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與過程進(jìn)行的安全性分析與評價。因此，渦動耦合激振只是系統(tǒng)產(chǎn)生失穩(wěn)的條件，耦合振動導(dǎo)致轉(zhuǎn)子1偏心率(ε)大于工程允許值εmax的結(jié)果才是判別系統(tǒng)失穩(wěn)的依據(jù)。
1.渦動耦合激振分析方法就是在于如何改變系統(tǒng)外擾動參數(shù)(Wi)、結(jié)構(gòu)參數(shù)(L、D、λ)、物性參數(shù)(μ)和運(yùn)動參數(shù)(ω0、 ε)，控制軸頸渦動頻率有效地避開轉(zhuǎn)子1的固有頻率與相關(guān)的載荷激振頻率ωi*區(qū)域。相應(yīng)的控制方程如下 2.非線性耦合振動位移極限環(huán)分析方法就是在轉(zhuǎn)子1幾何中心渦動周期(T)里，如何改變系統(tǒng)外擾動參數(shù)(Wi)、結(jié)構(gòu)參數(shù)(L、D、λ)、物性參數(shù)(μ)和運(yùn)動參數(shù)(ω0、 )，控制轉(zhuǎn)子1偏心(ε)不大于工程允許或規(guī)定值εmax或在極限值εmax內(nèi)存在dϵdt≤0.]]>相應(yīng)的控制與判據(jù)方程如下
工作原理在工程實(shí)際中，影響油膜承載能力的不穩(wěn)定因素主要有轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)角速度ω0、轉(zhuǎn)子1的渦動角速度 和偏心率變化速度 可以將軸承2流固耦合運(yùn)動形式的能量轉(zhuǎn)化守恒方程 轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)子1的渦動與擠壓速度的兩種形式，即渦動耦合激振和非線性耦合振動位移極限環(huán)的分析方程。這是兩個很有工程實(shí)際意義的軸承2穩(wěn)定性分析方程，根據(jù)這兩個方程相關(guān)參數(shù)來確定提高滑動軸承2轉(zhuǎn)子1系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的根本途徑，就是有效的控制系統(tǒng)外擾動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和物性參數(shù)，對滑動軸承2轉(zhuǎn)子1系統(tǒng)的影響；合理調(diào)整轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)角速度ω0、轉(zhuǎn)子1的渦動角速度 和偏心率變化速度 的耦合運(yùn)動特性，確保軸承2流固耦合運(yùn)動形式的能量轉(zhuǎn)化守恒方程 就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性的穩(wěn)定性分析、故障診斷、可控運(yùn)行和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判別及控制技術(shù)，其特征是，根據(jù)軸承流固耦合運(yùn)動形式的能量轉(zhuǎn)化守恒方程Θ+ξ+ψ-ω＝1，采用渦動耦合激振和非線性耦合振動位移極限環(huán)的分析方法，有效的控制系統(tǒng)外擾動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和物性參數(shù)，對滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響；合理調(diào)整軸頸旋轉(zhuǎn)角速度ω0、軸頸的渦動角速度 和偏心率變化速度 的耦合運(yùn)動特性，確保軸承流固耦合運(yùn)動形式的能量轉(zhuǎn)化守恒方程Θ+ξ+Ψ-ω≥1，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、故障診斷、可控運(yùn)行和優(yōu)化設(shè)計(jì)的新技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判別及控制技術(shù)，其特征是，滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、診斷與控制原理及方法，編制的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、故障診斷、可控運(yùn)行和優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件程序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判別及控制技術(shù)，其特征是，滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、診斷與控制原理及方法，確定的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、故障診斷、可控運(yùn)行和優(yōu)化設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判別及控制技術(shù)，其特征是，滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、診斷與控制原理及方法，制造的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、故障診斷、可控運(yùn)行和優(yōu)化設(shè)計(jì)的監(jiān)測、診斷儀器和相應(yīng)的自動控制保護(hù)系統(tǒng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判別及控制技術(shù)，涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)械的穩(wěn)定性分析、故障診斷與控制技術(shù)。根據(jù)軸承流固耦合運(yùn)動形式的能量轉(zhuǎn)化守恒方程Θ+ξ+Ψ－ω＝1，采用渦動耦合激振和非線性耦合振動位移極限環(huán)的分析方法，有效的控制系統(tǒng)外擾動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和物性參數(shù)，對滑動軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響；合理調(diào)整軸頸旋轉(zhuǎn)角速度ω
文檔編號G01M13/04GK1621799SQ200410101458
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者楊金福, 劉占生, 于達(dá)仁, 王振鵬, 荊建平, 解永波 申請人:楊金福