基于有限差分法的滑动轴承油膜参数分析.pdf

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1、2013年8月润滑与密封Aug．2013第38卷第8期LUBRIC：ATIONENGINEERINGV01．38No．8DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．08．011基于有限差分法的滑动轴承油膜参数分析刘继华郑龙席刘钢旗(西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072)摘要：基于有限差分法，利用轴承已知外力和宽径比直接求解完整二维流动雷诺方程，得出油膜压力、油膜刚度、油膜阻尼等参数，避免了传统方法中的查表法以及选取扰动量造成的误差。针对某一轴承一转子系统进行稳定性分析，得到其临界失稳转速。结果表明：随着转速的增大，偏心率会逐渐减小，偏位角会逐渐增大

2、，失稳转速逐渐减小；在保证全油膜的条件下，适当增大偏心率，可以增加轴承一转子系统的稳定性。关键词：轴承一转子系统；油膜参数；稳定性；滑动轴承中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)8—052—5AnalysisofOilFilmParameterofJournalBearing-RotorSystemBasedonFiniteDiferenceMethodLiuJihuaZhengLongxiLiuGangqi(SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicUniversity，Xi’anShaanx

3、i710072，China)Abstract：Two-dimensionalflowReynoldsequationforthebearingwithgivenloadandwidth-radiusratiowasdirectlysolvedbasedonthefinitedifferencemethod，avoidingtheerrorcausedbythetraditionalmethodsoflook-uptableandse-lectingdisturbancevolume．Theoilfilmpressure，filmstiffnessandfilmdamperofthe

4、bearingweregot，thestabilityforabearing-rotorsystemwasanalyzed，anditscriticalinstabilityspeedwasgot．Theresultsshowthat，withtheincreasingofspeed，theeccentricityisgraduallyreduced，thedeviationangleisgraduallyincreased，andtheinstabilityspeedisgradual-lyreduced．Underconditionstoensurethewholeoftheo

5、ilfilm，thestabilityofthebearing-rotorsystemcanbeimprovedbyincreasingtheeccentricityproperly．Keywords：bearing-rotorsystem；filmparameters；stability；journalbearing高转速轻结构是近代高速旋转机械的设计趋满足精度的条件下快速获得很好的结果。在计算具体势，它提高了旋转机械的性能，但也引发出很多严轴承参数时，一般是利用已知的轴承参数表查表得出重的失稳现象，成了困扰工程师们的难题。转子失偏心率和偏位角度等参数。而这种运算方法很不方稳可由

6、很多因素引起，如油膜失稳、密封失稳、内便，不仅偏心率和偏位角会相互影响，且拟合曲线存耗失稳、内腔积液失稳、千摩擦失稳等⋯。而油膜在误差。在求油膜刚度和油膜阻尼时，传统的方失稳是滑动轴承中常发生的一种自激振动，是以滑法的精度往往取决于所选取的扰动量，而这个量往往动轴承为支撑的转系系统中常见的一种油膜失稳，不好取。。本文作者基于有限差分法，考虑偏心失稳时会出现油膜涡动，严重时会出现油膜振荡，率和偏位角的相互影响，采用一种小参数法，利用轴油膜振荡开始的突发性、综合性大振动会引起轴系承已知参数进行计算，避免曲线拟合和扰动量的选取严重破坏。所带来的误差。对于滑动轴承的分析，重点在于对雷诺方程

7、求1滑动轴承流体动压润滑理论解，算出油膜刚度和油膜阻尼。近年来随着计算方法轴颈旋转时将润滑油带入收敛间隙而产生流体动的改进和发展，使得计算有限宽轴承的有关参数成为压，油膜压力的合力与轴颈载荷相平衡，其平衡位置可能。对于轴瓦结构简单的轴承，有限差分法能够在偏于一侧，处于一个确定的位置并保持不变，所以这类轴承所含的参数可以认为与时间无关。$基金项目：航空科学基金项目(20112153019)．结合图1，适用于轴颈的雷诺方程为：收稿日期：2013—01—29尝f1+f1：6