Влияние демпфирования и параметров осевых совмещенных опор на динамику роторов

• Автор: Герасимов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Содержание
Условные обозначения, индексы и сокращения
Введение
1 Совмещенные опоры роторов как объект исследования
1.1 Анализ подшипниковых узлов роторных машин
1.2 Обзор конструкций и исследований в области упругодемпферных опор роторов
1.3 Характеристики и вопросы моделирования
1.4 Объект и структура исследования
2 Математическая модель упругодемпферной осевой совмещенной опоры
2.1 Анализ режимов работы опоры
2.2. Дифференциальные уравнения осевого движения ротора
2.3 Расчет сил в элементах опоры
2.4 Метод расчета полей давления в подшипнике скольжения
2.5 Алгоритм расчета динамических характеристик
3 Теоретические исследования упругодемпферных осевых совмещенных опор
3.1 Несущая способность
3.2 Коэффициенты жесткости и демпфирования
3.3 Сравнительный анализ колебательного процесса
4. Экспериментальные исследования упругодемпферных осевых совмещенных

4.1. Постановка и планирование экспериментальных исследований
4.2 Описание экспериментального стенда
4.3 Информационно-измерительная система
4.4 Обработка результатов эксперимента и сравнительный анализ
5 Вопросы проектирование упругодемпферных осевых совмещенных опор
5.1 Рекомендации по проектированию
5.2 Описание программного обеспечения для расчета
5.3 Пример практического расчета
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1_Листинг основных расчетных модулей программы (Матьав)
Приложение 2_Патенты и авторские свидетельства
Приложение 3_Акты о внедрении результатов работы

Условные обозначения, индексы и сокращения
1. Сокращения:
ИИС - информационно-измерительная система;
ПК — подшипник качения;
ПС - подшипник скольжения;
СО - совмещенная опора;
УГДП- упорный гидродинамический подшипник;
УЭ - упругий элемент;
УДЭ - упругодемпфирующий элемент;
ИИС - информационно-измерительная система;
УОР - устройства осевой разгрузки;
УПК, УПС - упорный подшипник качения, скольжения;
УСО - упорная совмещенная опора;
УОСО - упругодемпферная осевая совмещенная опора;
NASA - National Aeronautics and Space Administration (Национальное агентство авиационной и космической промышленности, США).
2. Кинематические параметры и координаты:
X,Y,Z - декартовы координаты центра цапфы; г, ф - радиальная и окружная координаты по упорной поверхности подшипника; а — угловая координата в окружном направлении; t - время;
/0 - время, равное периоду одного оборота;
vr, , vy - проекции вектора скорости потока смазочного материала; Vr, Кф, Уу - скорости точки на поверхности цапфы; ш - угловая скорость ротора;
3. Геометрические и рабочие параметры:
Rin,R0Ut — внешний и внутренний радиусы упорной поверхности подшипника скольжения;
к - число клиньев упорного подшипника скольжения;
в - угол колодки упорного подшипника скольжения;
hM- монтажный осевой зазор УПС;
h0 - номинальный осевой зазор УПС;
h(r, ф) — функция полного осевого зазора УПС;
z - число тел качения;
Е - модуль Пуассона и модуль упругости; ру - кривизна поверхности /-го тела ву'-ой плоскости;
р - плотность; тР - масса ротора; тп - масса подпятника;

Р — реакция;
8 - деформация тела качения;
4. Силовые факторы:
Ра - внешняя осевая нагрузка;
С0 — статическая грузоподъемность ПК;
Сд - динамическая грузоподъемность ПК;
IV — несущая способность подшипника скольжения;
Кпк > _ коэффициент жесткости ПК;
К - коэффициент жесткости смазочного слоя;
В - коэффициент демпфирования смазочного слоя;
5. Термодинамические и теплофизические параметры: р — давление;
Т - температура;
I - энтальпия; р - плотность; ц - вязкость;
6. Безразмерные комплексы:
Яе - число Рейнольдса;
Кг, Кф, - коэффициенты турбулентности;
Г = —; г = — ;Л Х = — ;К = — 2=—;
к го Нм км км
_^ ■ Ым.. * = *£.; 1=КПС1ПК,Ю. * =
пгвё гпвё + Ра щвб)р тв0)р

демпфирующие элементы. Достижение цели предполагало проведение соответствующих теоретических и экспериментальных исследований, структура которых приведена на рисунке 1.10.
1- вал; 2-подшипник качения; 3-подшипник скольжения; 4-упругий элемент; 5-корпус; 6-гарантированный зазор Рисунок 1.9 - Упругодемпферная осевая совмещенная опора
На основе представленной структуры исследований проводилось построение диссертационной работы. Так, в первой главе проводился информационный поиск по отечественным и зарубежным изданиям в области опорных узлов роторных машин и базам данных патентов по классам подшипников скольжения на предмет исследований в области упругодемпферных осевых совмещенных опор.
Во второй главе диссертации проводится описание конструкции и принципа работы разработанного УОСО [140], в состав которого входят упорные подшипники жидкостного трения и качения, а также демпфирующие элементы. Преобладающая часть главы посвящена разработке математической модели по определению силовых факторов отдельных элементов опоры. В качестве базовых элементов УОСО были приняты: шариковый упорный подшипник качения (УПК) и
гидродинамический подшипник жидкостного трения с наклонными