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1、第20卷第1期燃气涡轮试验与研究Vol.20,No.1442007年2月GasTurbineExperimentandResearchFeb.,2007振动分析在滑动轴承故障诊断中的应用张俊杰,何吉荣,钟志才,杨灵(中国燃气涡轮研究院,四川江油621703)摘要:本文介绍了滑动轴承的力学模型,分析了滑动轴承可能出现的故障类型,以及故障特征;利用某涡轮增压器的振动数据,通过分析其振动特征,确定了该涡轮增压器滑动轴承出现的故障,并给出了故障原因,找到了解决方法。实际应用表明,该解决方法是正确、可行的。关键词:滑动轴承;故
2、障;振动;涡轮增压器;力学模型中图分类号:V263.6;TH133.31文献标识码:文章编号:1672-2620(2007)01-0044-04ApplicationofVibrationAnalysistoSlidingBearingFaultDiagnosisZHANGJun-jie,HEJi-rong,ZHONGZhi-cai,YANGLing(ChinaGasTurbineEstablishment,Jiangyou621703,China)Abstract:Thispaperintroducedmechan
3、icsmodelofaslidingbearing,analyzedthefaulttypeandchar-acteristicsofthebearing.Usingvibrationdataofaturbochargerandthevibrationperformanceanalyzingresults,thepaperdeterminedthefaultoftheslidingbearingandthereasonofsuchafault.Atlast,thesolutiontothefaultwasfoundo
4、ut.Theresultprovesthatthemethodisrightandeffective.Keywords:slidingbearing;fault;vibration;turbocharger;mechanicsmode1引言组成,叫全圆轴承。轴瓦的直径一般比轴颈大千分之一到千分之二。当轴颈在轴瓦中转动时,应保证有足滑动轴承是旋转机械中应用最广的机械零件,够的润滑油进入轴颈和轴瓦之间的间隙中去形成油也是最易损坏的元件之一。滑动轴承的刚度和阻尼膜,间隙中油膜的流体动压力使轴颈有足够的承载影响着转子的动力特
5、性,其工作好坏对旋转机械的能力。而循环的润滑油又带走轴承中摩擦产生的热工作状态有很大的影响。在研究旋转机械故障问题量,保证轴承正常的工作温度。时,转子的许多故障都与滑动轴承有关。滑动轴承工当转轴受到某种外来扰动时,轴颈中心就会在作异常会导致旋转机械产生异常振动和噪声,甚至静平衡位置附近发生涡动,此时油膜作用在轴颈上造成旋转件损坏。的反力就会发生变化。力的变化与扰动之间的关系本文通过分析滑动轴承可能出现的故障类型、一般是非线性的,但是当扰动是微小量时可以近似故障特征,结合某涡轮增压器试验中的振动数据,来认为力的变化与扰
6、动之间的关系是线性的。将油膜判断该涡轮增压器滑动轴承出现的故障及其原因,力对扰动参数作Taylor展开,保留一阶微量,可得:并寻求解决方案。!#Fx=Fx0+Kxxx+Kxyy+Cxxx!+Cxyy!"(1)2滑动轴承动力特性、典型故障#F=F+Kx+Ky+Cx!+Cy!$yy0yxyyyxyy2.1滑动轴承动力特性其中:F、F分别为油膜力在x、y方向上的分量;F、xyx0最简单的轴颈滑动轴承是由轴颈和圆柱形轴瓦收稿日期:2006-05-26作者简介:张俊杰(1975-),女,河南人,工程师,硕士,从事发动机振动测试
7、及故障诊断。第20卷燃气涡轮试验与研究45F分别为平衡位置时油膜力在x、y方向上的分量;敛的,即轴颈在轴承内的转动是稳定的;当切向失稳y0分力大于阻尼力时,涡动是发散的,轴颈的运动是不x、y为轴心偏离平衡位置的位移分量;x!、y!为轴心的稳定的,油膜振荡就是这种情况。介于两者之间的涡速度分量;K、K、K、K为油膜刚度系数,且有Kxxxyyxyyxx动轨迹为封闭曲线,半速涡动就是这种情况。!F!F!F!Fxxyy=,K=,K=,K=;C、C、C、转轴的转动在失稳转速以前是平稳的,当达到0xy0yx0yy0xxxyyx!
8、x!y!x!y失稳转速后即发生半速涡动。随着转速升高,涡动角!F!F为油膜阻尼系数,且有CxxCyyxx=0,Cxy=0,Cyx=速度也将随着增加,但总保持着约等于转动速度一!x!!y!半的比例关系,半速涡动一般并不剧烈。当转轴转速!F!Fyy又称为交叉动,C=。式中K、K、C、C升到比第一阶临界转速的2倍稍高以后,由于此时半0yy0xyyxx
