关于大型机械转子—轴承系统的动力学研究

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关于大型机械转子—轴承系统的动力学研究

作者：熊邦凤

来源：《中国新技术新产品》2014年第19期

摘 要：大型机械的应用范围非常广泛，如石油、化工、能源等，对我国的国民经济建设有着重要的影响，如今大型机械已经逐渐发展成为自动化和高速化，所以它的安全性和稳定性对工厂的运作有着重要的意义。本文将对大型机械转子—轴承系统动力学做简单分析和研究。 关键词：大型机械转系；轴承；动力学 中图分类号：TH133 文献标识码：A

一、研究大型机械转子—轴承动力学的必要性

目前旋转机械在我国的应用范围主要是集中在船舶、水利、石油、化工、能源等多个行业中，尽管我国在建国以后大型旋转机械的设计和制造能力都取得了很大的进步，但是在具体应用中还存在各种各样的问题，与国际中的研究和运用相比较，我国在大型转子方面的技术还非常落后。目前旋转机械逐渐往高速、重载、轻型化以及自动化方向发展，在提高转子运转速度的同时就出现了非常严重的不稳定现象，纵观目前的研究成果，引起转子—轴承的主要运动因素包括油膜力、碰撞、摩擦、流体激振力等等，而影响最大的因素则是油膜力以及润滑条件。 二、转子—轴承动力学的主要计算方法 （一）转子动力学计算方法

转子的主要计算方法包括传递矩阵法、有限元法、模态综合法三种。

1传递矩阵法主要是根据不同状态截面参数建立参数表达式（如图1所示），然后对系统的振动特性进行求解。这种计算方法最为显著的优点就是系统的自由度不会影响矩阵维数，并且各临界点的计算方法都一样，简化了计算程序，所以在实际运算中运用较为广泛。存在的主要缺点就是在对高速运转的大型转子进行数值求解时可能会出现数值不稳定的现象，或者是得不到可信度较高的计算值。

2有限元法主要是对连续分散的结构进行单元整合，然后根据整合建立一个等价计算模型，以弹性理论进行单元组合然后计算真实结构的动力特征和静力特征。这种计算方法得到广泛应用主要是在计算机和软件技术发展之后，通过对转子临界转速、不平衡响应以及稳定性的计算来完成对转子动力学计算。