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1、第35卷第7期2013卑7月艦船科學(xué)技術(shù)SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．35，No．7Jul．，2013滑動軸承油膜的振動傳遞特性孫謙1，錢大帥2，陳明2(1．海軍裝備部，北京100071；2．武漢第二船舶設(shè)計研究所，湖北武漢430064)摘要：對雙盤轉(zhuǎn)子一滑動軸承系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值分析，給出滑動軸承油膜的力傳遞率曲線。油膜渦動會導(dǎo)致油膜的力傳遞率顯著增大，軸承長徑比、軸承間隙、潤滑油粘度以及轉(zhuǎn)子不平衡量對其力傳遞率有重要影響。關(guān)鍵詞：滑動軸承；動壓油膜；油膜渦動；振動傳遞中
2、圖分類號：THll7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672—7649(2013)07—0071—03doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．07．014VibrationtransmissioncharacteristicsofoilfilminjournalbearingSUNQianl，QIANDa—shuai2，CHENMin92(1．NavalArmamentDepartmentofPLAN，Beijing100071，China；2．WuhanSecondShipDesig
3、nandResearchInstitute，Wuhan430064，China)Abstract：Dynamicresponseofdual·-diskrotor·-journalbearingsystemisnumericallyanalyzedandforcetransmissioncurvesofoilfilminjournalbeatingarepresented．Theresultsshowthatforcetransmissibilityincreasegreatlywhenoilwhirlh
4、appens．Bearinglengthtodiameterrate，beatingclearance，oilviscosityandrotorunbalancehaveimportanteffectonforcetransmissibilityofoilfilm．Keywords：journalbeating；dynamicpressureoilfilm；oilwhirl；vibrationtransmission0引言艦船旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備在實際運行時，除了要保證轉(zhuǎn)軸本身的振動合格外，軸承座、支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)
5、以及管路等連接設(shè)備的振動也必須符合要求。因此，必須充分考慮轉(zhuǎn)動部件振動向外部的傳遞作用?；瑒虞S承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵支承部件，依靠動壓油膜對旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行支承。動壓油膜連接了轉(zhuǎn)動部件與軸承座，除提供支承所需的剛度和阻尼外，還直接參與軸承內(nèi)部小間隙流動的耦合振動，是振動傳遞的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)設(shè)備運行時，由轉(zhuǎn)動部件運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的低頻和高頻振動均通過軸承油膜向軸承座和基礎(chǔ)傳遞。因此，若滑動軸承油膜的振動傳遞能力較強(qiáng)，就必須在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備與基礎(chǔ)之問采用嚴(yán)格的隔振措施進(jìn)行振動隔離，同時對不同工況下滑動軸承油膜振動傳遞能力的變
6、化進(jìn)行評估和預(yù)測。滑動軸承振動傳遞與油膜的動力學(xué)特性密切相關(guān)?；瑒虞S承小間隙流動和復(fù)雜流固耦合的動力學(xué)性能已經(jīng)得到較多的研究¨。。，研究內(nèi)容主要涵蓋油膜渦動引起的轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)油膜自激振動響應(yīng)和非線性動力學(xué)特性等。本文基于轉(zhuǎn)子一滑動軸承系統(tǒng)動力學(xué)特性的數(shù)值分析，對艦船動力機(jī)械中滑動軸承油膜的振動傳遞特性進(jìn)行研究，并考察轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)參數(shù)的影響。1轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)動力學(xué)模型用圖1中的雙盤轉(zhuǎn)子一滑動軸承系統(tǒng)，可以對滑動軸承的激勵特性和振動傳遞特性進(jìn)行研究。轉(zhuǎn)子用1個滾珠軸承和1個圓柱瓦滑動軸承支承。滾珠軸承的主
7、支承剛度為1，5×101N／m，滑動軸承長度為25mm，軸頸直徑為25mm，軸承半徑間隙為140trm，潤滑油牌號L—TSA32，室溫下該型潤滑收稿日期：2013—05—20作者簡介：孫謙(1973一)，男，碩士，工程師，研究方向為艦船總體設(shè)計。·72·艦船科學(xué)技術(shù)第35卷油粘度為0．03Pa·8。一IOZ．Z)mm幣25rain，咖10mm／西80mm＼△滑動軸j圖1BentlyRK4轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)Fig．1BentlyRK4rotor—bearingsystem應(yīng)用有限元方法進(jìn)行動力學(xué)建模，采用歐拉梁單
8、元對轉(zhuǎn)子進(jìn)行離散化，轉(zhuǎn)子劃分為10段共11個節(jié)點，每1個軸段包括2個節(jié)點，每個節(jié)點考慮平動和轉(zhuǎn)角共4個自由度?；瑒虞S承和滾珠軸承位置、輪盤中心位置分別被選為節(jié)點。建立系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣、陀螺力矩矩陣和剛度矩陣分別為M，C，J和置，系統(tǒng)不平衡力、滑動軸承油膜力和重力向量分別為F?F。，G，其中油膜_力采用Capone修正短軸承模型"一1描述。Capone短軸承模型中油膜力的無量綱表達(dá)式為：階正番號型麟：=二=)，㈩其中，a
