Применение метода фазовых портретов для анализа динамики и оценки технического состояния трибосопряжений ротор-подшипники скольжения с плавающими вращающимися втулками

• Автор: Иванов, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 196 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Развитие систем для определения технического состояния механизмов и машин на основе анализа вибрации
1.2. Особенности методов контроля технического состояния на основе анализа вибрации
1.2.1. Контроль уровня вибрации - мониторинг
1.2.2. Определение технического состояния по анализу вибросигнала
1.3. Различные подходы при определении технического состояния
1.3.1. Эмпирическое направление в определении технического состояния
1.3.2. Математическое моделирование при оценке технического состояния
1.4. Особенности определения технического состояния трибо-сопряженнй ротор-подшипники скольжения на жидкостной смазке
1.4.1. Особенности виброактивности опор жидкостного трения роторов
1.4.2. Традиционные методики определения технического состояния трибосопряжений ротор-подшипник жидкостного трения
1.4.3. Особенности моделирования динамики трибосопряжений ротор-подшипник жидкостного трения
1.4.4. Преимущества математического моделирования при оценке технического состояния опор скольжения
1.4.5. Выбор объекта исследования

1.4.6. Задачи исследования
2. РАСЧЕТ ДИНАМИКИ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯ РОТОР - ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ С ПВ ВТУЛКОЙ
2.1. Обоснование расчетного исследования
2.2. Исследование вынуждающих факторов вибрации
2.2.1. Силовое возбуждение
2.2.2. Кинематическое возбуждение
2.3. Расчетная схема трибосопряжения ротор - подшипник с ПВ втулкой
2.4. Расчет нелинейных колебаний подвижных элементов трибосопряжения ротор - подшипник с ПВ втулкой
2.4.1. Дифференциальные уравнения движения
2.4.2. Обобщенное Уравнение Рейнольдса для расчета давлений
в смазочном слое
2.4.3. Профилирование поверхности подшипника
2.4.4. Граничные условия для давлений в смазочном слое
2.4.5. Уравнения расхода и теплового баланса
2.5. Исследование динамики трибосопряжения ротор - подшипник с ПВ втулкой
2.5.1. Исследование динамики трибосопряжения с учетом не-круглостей опорных поверхностей
2.5.2. Исследование динамики трибосопряжения с учетом увеличения зазоров в подшипнике
2.5.3. Исследование динамики трибосопряжения с учетом увеличения дисбаланса шипа
2.5.4. Спектральный состав теоретических сигналов

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ ОПОР РОТОРА ТУРБОКОМПРЕССОРА
ЗЛ. Лабораторная установка
3.1.1. Существующие конструкции стендов для проверки ТК
3.1.2. Применяемые подшипники турбокомпрессора
3.2. Измерение вибраций на лабораторной установке
3.2.1. Измерительная система
3.2.2. Калибровка измерительной системы
3.2.3. Измерение вибрации опор ротора ТК на стенде
3.3. Предварительная обработки вибросигнала
3.4. Статистическая обработка сигнала
3.5. Обработка результатов измерения вибрации опор ТК
4. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФАЗОВЫХ ПОРТРЕТОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРИБО-СОПРЯЖЕНИЙ РОТОР-ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ С ПВ ВТУЛКАМИ
4.1. Определение состояния на основе линейных моделей
4.1.1. Линейная модель вибрации
4.1.2. Определение технического состояния трибосопряжений ротор-подшипники на основе спектрального и частотного анализа
4.2. Возможность применения фазовых пространств для решения задачи диагностики
4.2.1. Задача динамики трибосопряжения ротор - подшипник с
ПВ втулкой ТК
4.2.2. Исследование уравнений движения в фазовом пространстве
4.3. Обоснование применения метода фазовых портретов для определения технического состояния трибосопряжений ротор — подшипник с ПВ втулками

множество работ основанных на указанных положениях и проверенных практически [7, 19, 20, 52, 104, 105, 107]. Но здесь пока не затронута тема анализа вибрации корпуса для оценки состояния трибосопряжений ротор - подшипник. Этот недостаток автор настоящей работы пытается устранить. Причем на основании работ В.Н.Прокопьева, М.К.Ахтямова, Ю.В.Рождественского, А.К.Бояршиновой, Е.А.Задорожной и др. [7, 19, 20, 52, 104, 105, 107] есть возможность диагностировать довольно сложные, в этом плане, подшипники с промежуточными элементами. Такие подшипники в настоящее время широко применяются в турбостроении. Они позволяют повысить скорость вращения ротора, что является очень важным для такого типа механизмов, как малоразмерные турбокомпрессоры.
В работе [7] М.К.Ахтямов рассматривает динамику сложно нагруженной опоры скольжения с учетом профиля подшипника и температурного режима.
Ю.В.Рождественский в работе [107] рассматривает динамику сложнона-груженных опор жидкостного трения (СОЖТ) и опор роторов с различными отклонениями, в том числе учтены профиль вала, подшипника, жесткость опор многоопорного вала.
А.К.Бояршинова [19] рассматривает динамику опоры подшипника турбокомпрессора с промежуточным элементом, а именно с плавающей невра-щающейся (ПН) втулкой Здесь учтены недостатки математических моделей аналогичных опор разработанных различными исследователями, получены результаты хорошо совпадающие с экспериментальными данными. Рассчитаны амплитудно-частотные характеристики перемещения ротора в подшипнике.
Е.А.Задорожная и др. [20, 51, 52, 105] рассматривает динамику СОЖТ и опоры роторов турбокомпрессоров с ПВ втулкой с учетом источников смазки. Модели динамики, предложенные здесь, наиболее полно отражают поведение подвижных элементов трибосопряжения ротор - подшипник с ПВ втулкой.
Ранее было опубликовано несколько работ в России и за рубежом посвященных динамике гидродинамических подшипников с ПН и ПВ втулками. Их общий анализ показал, что авторы ограничивались в основном решением