Влияние отклонений формы опорных поверхностей гидростатодинамических подшипников на динамические характеристики роторных систем

• Автор: Данчин, Игорь Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 160 с. : ил.

1 Динамическая система «ротор - радиальные подшипники жидкостного трения» как объект исследования
1.1 Задачи динамического анализа системы «ротор - радиальные подшипники жидкостного трения»
1.2 Обзор исследований и подходов к моделированию системы "ротор - подшипники жидкостного трения"
1.3 Структура, объект и задачи исследования
2 Расчет характеристик подшипников жидкостного трения с учетом отклонений формы опорных поверхностей
2.1 Моделирование отклонений формы опорных поверхностей
2.2 Определение реакций смазочного слоя подшипника с учетом отклонений формы
2.3 Анализ влияния отклонений формы на характеристики подшипников жидкостного трения
3 Динамические характеристики системы «ротор - радиальные подшипники жидкостного трения» с учетом отклонений формы
3.1 Динамические характеристики радиальных подшипников жидкостного трения с учетом отклонений формы поверхности
3.2 Уравнения динамики пространственного движения ротора
3.3 Движение ротора на подшипниках жидкостного трения с учетом отклонений формы
4 Экспериментальные исследования влияния отклонений формы на динамические характеристики роторной системы с радиальными подшипниками жидкостного трения
4.1 Постановка задач и планирование экспериментальных исследований

4.2 Описание экспериментального комплекса
4.3 Обработка результатов и сравнительный анализ данных теоретических и экспериментальных исследований
5 Вопросы практического применения результатов анализа
динамических характеристик
5.1 Рекомендации к проектированию роторно-опорных узлов быстроходных турбомашин
5.2 Программное обеспечение для расчета динамических характеристик системы «ротор - радиальные гидростатодинамические подшипники жидкостного трения »
5.3 Эталонные диагностические портреты отклонений формы
Заключение
Список литературы
Приложения
А Допуски отклонений формы Б Аппроксимация свойств смазочных материалов В Листинг основных расчетных модулей программного обеспечения Г Эталонный диагностический портрет Д Список основных научных трудов Данчина И.А.
Е Свидетельства

Рост конкурентоспособности машин неразрывно связан с необходимостью повышения их производительности при одновременном снижении массогабаритных характеристик и стоимости изделия. Применительно к транспортным и энергетическим роторным машинам это обстоятельство обуславливает необходимость повышения частот вращения их роторов. Однако, повышение частот вращения сопровождается ростом динамических нагрузок, что часто делает нецелесообразным или дорогостоящим применение опор 1 качения. Поэтому при необходимости обеспечения длительного ресурса машины в качестве подвеса высокоскоростных роторов находят широкое применение опоры жидкостного трения.
Функционирование системы «ротор - подшипники жидкостного трения» во многом зависит от режима работы трибосопряжения в подшипниках. Одним из параметров, определяющих режим работы трибосопряжения, выступает радиальный зазор, минимальное значение которого является критерием работоспособности подшипников жидкостного трения. В свою очередь радиальный зазор есть функция геометрии опорных и эксплутационных параметров подшипника. Изменение геометрии опорных поверхностей связано как с технологическими погрешностями изготовления, так и с износом в процессе эксплуатации. Технологические погрешности представляют собой совокупность различных отклонений формы, размеров и микрорельефа поверхности. Из перечисленных погрешностей наибольшую величину имеют отклонения форм, что подтверждается работами многих авторов. Наличие отклонений формы на опорных поверхностях приводит к изменению радиального зазора на заметную величину, что приводит к перераспределению сил в подшипнике и, в конечном счете, оказывает влияние на динамические характеристики роторных систем (несущая способность, динамические свойства смазочного материала, расход, потери мощности на трение, траектории движения и др.).

длина
угол развертки, град.
Рисунок 2.8 - Влияние отклоннеий формы на распределение давлений
На рисунке 2.8,а представлены графики отклонений поверхности, влияющие на радиальный зазор в продольном направлении, а на рисунке
2.8,6 - в поперечном. Отсюда следует, что наибольшее влияние на динамику ротора может оказать некруглость поверхности (и ее частный случай - эл-липсность. Как показано на рисунке 2.8,6, при эллипсных опорных поверхностях происходит заметное изменение давлений в смазочном слое в поперечном направлении (появление пиков), что найдет отражение в динамическом поведении ротора. Макроотклонения, проявляющиеся в продольном направлении (бочкообразность, конусность и корсетность), оказывают наибольшее влияние на статические параметры подшипника (несущая способность, расход смазочного материала) [67]. Данное утверждение подтверждается графиками, представленными на рисунке 2.8,а, на которых видно, что при бочкообразных и конусных опорных поверхностях происходит снижение уровня давлений в смазочном слое.