2023 年(第四届)电力企业油质监督技术研讨会
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(1)
本文在考虑碰摩力基础上,加入油膜力对转子
系统的影响,建立碰摩和油膜耦合作用下的双盘转
子动力学模型。通过改变速度与碰摩刚度参数,对
所得振动特性进行了数值对比研究,所得结论可为
故障诊断提供参考。
如图 1 所示,为油膜力支承下双盘转子系统模
型,左右两端为滑动轴承,并将轴承处的质量集中
为 m1、m4,中间左右两个圆盘的集中质量为 m2、m3;
O1、O4 为轴承的几何中心,O2、O3 为圆盘几何中心;
Fx1、Fy1、Fx2、Fy2 为滑动轴承作用在转轴上的非线性
油膜力。
轴承
m1
m2
o1
o2
m3
o3
o4
m4
Fx2
Fy2
Fy1
Fx1
rotor
stator
e
o
φ
ω
X
Y
FN
FT
图 1 油膜支承下碰摩双盘转子模型
假设两端轴承处径向偏离分别是 x1、y1、x4、
y4,两圆盘径向间隙分别为 x2、y2、x3、y3。不考
虑陀螺力矩以及扭转振动,只模拟系统的横向偏移。
则系统的运动微分方程可表示为式(1)
。
其中,
t 为有量纲时间;
为转子的转速;
和
分别为左右两个圆盘的偏心量;
(i=1,2,3)
为转轴刚度; (i=1,2,3,4)为对应圆盘的阻尼;
为碰摩作用力。
滑动轴承工作过程中会存在复杂的油膜影响,
本文为了简化,做出以下假设:润滑油动力粘度为
常数,且为等温层流。Fbx、Fby分别是轴承 x、y 坐标
轴的有量纲的油膜力,则其非线性表达式如下:
(2)
其中, 和
分别为滑动轴承 x 与 y 方向上的无
量纲油膜力; 为 Sommerfeld 修正系数。
(3)
(4)
为避免截断误差,使计算结果更为精确,对式
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