浮环质量对轴承动特性的影响及主动控制研究

论文摘要

本论文在圆锥浮环动静压轴承理论和试验研究的基础上,提出了一种计入浮环质量时如何通过试验获得轴承油膜动特性系数的方法。因此,在本文中首先建立了相应的物理模型和数学模型,导出了计算圆锥浮环动静压轴承内外膜共计三十六个动特性系数的公式,然后结合本实验室现有的试验条件,设计了试验方案和数字化测量系统,在郑州大学动静压轴承试验台上成功地进行了试验,采集了试验数据,并藉助先进的DASP2003软件及其配套的硬件设备获得了用于计算该轴承动特性系数的重要物理参数,最后由功能强大的Matlab工程计算高级语言求得了几种不同工况下该轴承的动特性系数。然后通过Oringin 6.0得到了各动特性系数在不同工况下的拟合曲线,并将试验结果曲线与理论曲线进行了分析比较,得到了若干重要的结论。 随着科学的发展和技术的进步,人们对高速旋转机械的运行可靠性提出了越来越高的要求,主动控制轴承一转子系统稳定性理论和方法也日益成为人们关注的重点。本文首先介绍了国内外部分学者在这一领域的理论研究成果,然后提出一种可主动控制动静压混合轴承动特性的方法,并主要在理论上分析了该方法的可行性,研究了该方案的控制模型及整个闭环系统的传递函数,为进一步开展该类轴承主动控制的研究奠定了初步基础。

论文目录

• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 圆锥浮环动静压轴承研究的意义
• 1.2 圆锥浮环动静压轴承的发展
• 1.3 动静压混合轴承主动控制研究
• 1.4 课题的提出与本论文的主要工作
• 1.5 小结
• 第二章 纳入浮环质量时轴承动特性试验原理与方法
• 2.1 试验的数学模型及原理
• 2.2 动特性试验方法
• 2.3 小结
• 第三章 圆锥浮环动静压轴承实验台及测试系统
• 3.1 试验台的主要参数
• 3.1.1 试验轴承的参数
• 3.1.2 试验的基本物理参数
• 3.2 试验台及试验装置
• 3.3 圆锥浮环动静压轴承试验装置基本结构
• 3.4 测试系统
• 3.4.1 测试系统的传输特性
• 3.4.2 传感器的选择及涡流传感器使用注意事项
• 3.4.3 滤波器的选择
• 3.4.4 实测系统
• 3.5 INV（Dasp2003）系统简介
• 3.6 激振系统
• 3.7 本章小结
• 第四章 试验数据处理与分析
• 4.1 引言
• 4.2 试验工况原始数据
• 4.3 试验参数的分离
• 4.4 动特性系数的计算、结果及分析
• 4.4.1 动特性系数计算公式
• 4.4.2 动特性系数计算结果及分析
• 4.4.3 试验数据与理论计算数据的比较与分析
• 4.5 试验误差分析
• 4.5.1 试验误差概还
• 4.5.2 系统误差
• 4.6 小结
• 第五章 动静压轴承——转子系统主动控制理论研究
• 5.1 转子——轴承系统主动控制的意义
• 5.2 自动控制技术在机械工程领域的应用情况
• 5.3 控制转子——轴承系统稳定性方法的总结与探讨
• 5.4 转子——轴承系统稳定性主动控制方法分析
• 5.4.1 弹性转子主动控制方法研究
• 5.4.2 滑动轴承同步控制理论研究
• 5.5 动静压混合轴承——转子系统主动控制研究
• 5.5.1 动静压混合轴承——转子系统主动控制框图
• 5.5.2 控制系统的分析
• 5.6 小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢