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转子-水润滑橡胶轴承系统动力学特性研究
| 论文题名： | 转子-水润滑橡胶轴承系统动力学特性研究 |
| 关键词： | 水润滑橡胶轴承;转子;动力学特性;有限差分法;结构形式 |
| 摘要： | 水润滑橡胶轴承以其无污染、能够吸收振动与冲击等诸多优点,在大型船舶的推进轴系中广为使用。同时其具有大长径比、内衬材料模量小等特点,使之润滑机理更为复杂。已有的研究多集中在对水轴承润滑机理与润滑特性、材料配方及磨损特性,而对于水润滑橡胶轴承的动特性及整个转子-水润滑轴承系统的动力学特性研究十分有限。鉴于此,本文在研究水润滑橡胶轴承静态、动态特性的基础上,进一步开展了对转子-水润滑橡胶轴承系统动力学特性的理论与试验研究。 首先,基于全雷诺方程和Winkler假设建立了考虑轴颈倾斜的水润滑橡胶轴承弹流润滑模型;给出了有限差分法求解水膜分布数值流程。利用上述方法对三种不同形式的水润滑橡胶轴承静特性进行了研究。研究发现,对于全圆周水轴承,内衬的弹性使得水膜压力峰值降低,水膜破裂位置延后,增加了最小水膜厚度,降低水膜承载力。对于沟槽式和板条式水轴承,除内衬变形影响外,轴承的结构形式对水膜起到了相应的分割作用。轴颈倾斜时,水膜会呈现单峰或双峰两种典型分布情况。 采用差分概念法,用32参数模型对水膜力进行了线性化,并简化为8个径向动特性系数和8个弯曲动特性系数。对不同长径比的水轴承在平衡位置下的动特性系数进行了求解。发现内衬变形使得交叉阻尼系数不再相等,长径比增大时弯曲动特性数也相应增大。 建立了转子-水润滑轴承系统有限元模型。分别针对32参数水轴承和8参数水轴承支承下的轴系动力学响应进行了计算,发现对于长径比较大的水润滑轴承弯曲动特性系数的影响不可忽略,内衬变形会使响应有所增加。 搭建了转子-水润滑轴承系统试验台,测试了轴系的振动响应,并与全部换为油润滑轴承支承下的轴系响应进行了对比分析。研究认为在水润滑橡胶轴承支承下,轴系的润滑状态出现恶化。 |
| 作者： | 刘镇星 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 刘占生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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