Колебания и устойчивость роторов на подшипниках скольжения в условиях вскипания смазочного материала

• Автор: Соломин, Олег Вячеславович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 273 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Условные обозначения, индексы и сокращения
Введение
1. Динамическая система "ротор - подшипники скольжения"
КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Задачи динамики и работоспособность роторных систем
с подшипниками скольжения
1.2. Обзор исследований и подходов к моделированию
системы "ротор — подшипники скольжения"
1.3. Структура, объект и задачи исследований
2. Расчет гидродинамических реакций подшипника скольжения
В УСЛОВИЯХ вскипания смазочного материала
2.1. Исходная система уравнений
2.1.1. Особенности моделирования парожидкостного потока
2.1.2. Расчетные схемы подшипников скольжения
2.1.3. Обобщенное уравнение Рейнольдса
2.1.4. Уравнение баланса энергий
2.1.5. Уравнение баланса расходов
2.2. Влияние деформаций элементов роторно-опорного узла на геометрию радиального зазора
2.2.1. Факторы, влияющие на радиальный зазор
2.2.2. Температурные деформации
2.2.3. Силовые деформации
2.3. Алгоритм и методы расчета реакций смазочного слоя
2.4. Анализ влияния различных факторов на несущую
способность подшипника скольжения
3. Динамика роторов на подшипниках скольжения
В УСЛОВИЯХ ВСКИПАНИЯ СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Динамическая модель гидромеханической системы
"ротор - подшипники скольжения"
3.2. Колебания и устойчивость роторов на подшипниках скольжения, смазываемых кипящей жидкостью
3.3. Исследование динамики роторов методом траекторий
4. Экспериментальные исследования динамических
ХАРАКТЕРИСТИК РОТОРОВ НА ПОДШИПНИКАХ СКОЛЬЖЕНИЯ
4.1. Постановка задач и планирование эксперимента
4.2. Экспериментальный стенд и методика проведения опытов
4.3. Обработка результатов и сравнительный анализ данных теоретических и экспериментальных исследований
5. Вопросы проектирования роторно-опорных узлов
БЫСТРОХОДНЫХ КРИОГЕННЫХ ТУРБОМАШИН
5.1. Согласование критерия устойчивости ротора
с другими показателями работоспособности
5.2. Программное обеспечение для расчета динамических характеристик роторных систем
5.3. Вопросы проектирования роторно-опорных узлов быстроходных криогенных турбомашин
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А. Основной расчетный модуль
Приложение Б. Акты внедрения

Условные обозначения, индексы и сокращения
1. Кинематические параметры и координаты:
е и ф - эксцентриситет и угол положения центра цапфы;
X, У, Ъ - декартовы координаты центра цапфы;
х, у, ъ - окружная, радиальная и осевая координаты по опорной поверхности подшипника; координаты в поперечном сечении вала; а, р - угловые координаты в окружном направлении;
I, I - направления вдоль и перпендикулярно линии центров;
I - время;
10 - характерное время, равное периоду одного оборота; у, 6 - углы перекоса оси ротора относительно оси подшипника;
> уу > уг ~ проекции вектора скорости потока смазочного материала; и, V - скорости точек поверхности цапфы;
Д - дисбаланс ротора (смещение центра масс); б и, V - прогиб и составляющие прогиба упругой линии ротора; шип- угловая скорость и частота вращения ротора;
О - угловая скорость прецессии ротора;
Дх, Дг и Дт - шаги размерной и временной сеток;
М и N - число узлов размерной сетки в направлениях х и ъ.
2. Геометрические и рабочие параметры:
Б, Ь - диаметр и длина опорной поверхности подшипника;
Ц, Вк - длина и ширина питающей камеры;
(1ц, 1и - диаметр и длина жиклёра; й0 - средний радиальный зазор; й(х, г) - функция радиального зазора;
и Ир - число питающих камер в ряду и число рядов;
- межопорное расстояние; т - приведенная масса ротора, приходящаяся на одну опору;

1 - ротор; 2 - рабочее колесо; 3 - радиально-осевой подшипник; 4 — тормоз Рисунок 1.4 - Турбодетандер фирмы Lukas (Великобритания)
Несмотря на то, что линеаризация реакций смазочного слоя с помощью динамических коэффициентов нашла широкое применение в практических расчетах динамических характеристик роторных систем, существует ряд важных задач, которые не могут быть решены с использованием такого подхода. К числу таких задач относятся: анализ динамического поведения ротора при больших эксцентриситетах; процессы развития автоколебаний, вызванных действием неконсервативных реакций смазочного слоя; определение траекторий движения цапфы и ротора на неустановившихся режимах; вынужденные колебания с большими амплитудами, соизмеримыми с величиной радиального зазора. Кроме того, замечены случаи, когда система устойчиво работает в режиме, неустойчивом с точки зрения линейной теории. И, наоборот, в асимптотически устойчивых областях по линейной теории обнаруживается неустойчивость во всем диапазоне скоростей.
В работах [56—59] решается задача об автоколебаниях идеально сбалансированного нагруженного ротора методом малого параметра, в качестве которого рассматривается эксцентриситет положения цапфы ротора. В осно-