Динамика несбалансированных роторов переменной массы на подшипниках жидкостного трения

• Автор: Попиков, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление

Принятые обозначения, индексы и сокращения
Введение
1 Обоснование выбора направления исследований
1.1 Роторы переменной массы как объект исследования
1.2 Обзор состояния проблемы
1.3 Структура исследования
2 Анализ динамической системы «ротор-подшипник жидкостного трения»
2.1 Математическая модель движения ротора
2.1.1 Уравнение движения ротора
2.1.2 Размерный анализ уравнений
2.2 Расчет гидродинамических реакций подшипника жидкостного трения
2.2.1 Исходная система уравнений
2.2.2 Силовые факторы смазочного слоя
2.3 Методы решения и алгоритм расчета
2.3.1 Численное интегрирование поля давлений
2.3.2 Интегрирование уравнений движения
3 Динамика ротора на подшипниках жидкостного трения в условиях изменения массы и дисбаланса
3.1 Гидромеханическая система «ротор - подшипник жидкостного трения»65
3.2 Колебания и устойчивость вращения ротора на подшипниках жидкостного трения
3.3 Влияние отдельных параметров на траектории движения ротора
4 Экспериментальные исследования динамики ротора переменной массы и дисбаланса на подшипниках жидкостного трения
4.1 Структура проведения эксперимента
4.2 Модельный эксперимент
4.2.1 Описание экспериментальной установки
4.2.2 Обработка экспериментальных данных и сравнение результатов
4.3 Натурный эксперимент
4.3.1 Описание установки
4.3.2 Обработка результатов измерений
5 Вопросы эксплуатации и проектирования роторов переменной массы и дисбаланса на подшипниках жидкостного трения
5.1 Рекомендации по эксплуатации
5.2 Рекомендации по выбору предельных параметров подшипников жидкостного трения
5.3 Инструментальные средства проектирования
Заключение
Список литературы
Приложения
А Листинг программы
В Акты внедрения
С Список основных научных трудов Попикова А

Принятые обозначения, индексы и сокращения
1. Кинематические параметры и координаты:
е и ф - эксцентриситет и угол положения центра цапфы;
X, У, Z - декартовы координаты центра цапфы;
х, у, г - окружная, радиальная и осевая координаты по опорной
поверхности подшипника; координаты в поперечном сечении вала;
а - угловая координата в окружном направлении;
I - время;
Ц - характерное время, равное периоду одного оборота;
И, V - скорости точек поверхности цапфы;
А - полный дисбаланс ротора (смещение центра масс);
Ад — начальный дисбаланс ротора;
А - скорость изменения дисбаланса;
со и п - угловая скорость и частота вращения ротора;
Ах, Аг и - шаги размерной и временной сеток;
М и N - число узлов размерной сетки в направлениях х и г.
2. Геометрические и рабочие параметры:
Б, Ь - диаметр и длина опорной поверхности подшипника;
Ьк, Вк - длина и ширина питающей камеры; бн , 1н - диаметр и длина жиклёра; й0 - средний радиальный зазор;
Ь(х, г) - функция радиального зазора;
Ик и Ир - число питающих камер в ряду и число рядов;
Ь0 - межопорное расстояние; т - полная масса ротора; то — начальная масса ротора; т - скорость изменения массы ротора;

движения ротора на подшипниках жидкостного трения — это прецессия, т. е. движение которое является независимым от собственного вращения. Различают прямую (вращение упругой линии совпадает по направлению с собственным вращением), обратную (направления противоположны) и коническую (траектории вращения в правой и левой опоре не совпадают) прецессии.
Условно причины вызывающие неустойчивое движение ротора можно разделить на внешние и внутренние. К первым относятся:
— переменный дисбаланс;
— переменная масса ротора;
— интенсивный износ элементов.
Внутренние динамические воздействия на ротор вызваны гидродинамическими и гидростатическими эффектами, возникающими в смазочном слое, к которым следует отнести его упругие, демпфирующие и инерционные свойства.
В зависимость от конкретных задач исследования динамическое поведение ротора может быть исследовано двумя способами. Первый из них предполагает подход к рассмотрению собственно динамики ротора как твердого деформируемого тела, наделенного упругими и инерционными свойствами. Во втором случае основное внимание уделяется динамическим характеристикам смазочного слоя, а ротор представляется абсолютно жестким, симметричным, одномассовым [94].
2.1 Математическая модель движения ротора
Главный акцент исследования уделяется надежности и долговечности опорных узлов, поскольку именно они являются наиболее ответственным узлом в современных тягодутьевых машинах. Стремление повысить технологичность ротора, обуславливает применение роторов