多个磁悬浮轴承转子系统动力学特性研究.pdf

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1、第3期机械设计与制造2015年3月MachineryDesign&Manufacture19多个磁悬浮轴承转子系统动力学特性研究刘聪，徐龙祥(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：多个磁悬浮轴承支承的转子系统，由于支承位置的不对中会造成各个轴承的支承载荷变化。针对某一转子模型，分析采用不同个数的磁悬浮轴承支承时，各个支承载荷随着支承位置不对中的变化情况，并在三个磁悬浮轴承转子系统中得到验证。针对转子动力学特性，分析了支承高度不同时，转子固有频率的变化。此外，采用传递矩阵法，分析转子随着支承个数的增加，其不平衡响应变化情况，并实验对比了采用三支承和两支承时，转子的振

2、幅。三支承较两支承，转子振幅有所减小。关键词：磁悬浮轴承；不对中；动力学；不平衡响应中图分类号：TH16；TH113文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)03—0019—05TheStudyonthePerformanceofaRotorSupportedbyMulti-MagneticBearingsLIUCong，XULong—xiang(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NamingUniversityofAeronauticsandAstronautics，JiangsuNanjing210016，Ch

3、ina)Abstract：ItwillleadtOloadvariationduetothemisalignmentofthebearingsintherotorsystemsupportedbymulti-magneticbearings．Theloadsofthebearingswereanalyzedinarotorsystemsupportedbyadiferentnumberofmagneticbearings．Andtheresult∞c0rmedintheexperimentoftherotorsystemsupportedbythreemagneticbearin

4、gs．Thechangeofnaturelfrequencywasanalyzedwhentheheightofthebearingswnsdiferentinthefieldofrotordynamic．Besides，theunbalanceresponsesoftherotorwerecomparedwhenthenumberofbearingswasdiferentbasedonthetransfermatrixmethod．Intheexperiment，theresponseamplitudeoftherotorWascomparedsupportedbytwoand

5、threemagneticbearings．ItshowsthattheresponseamplitudeoftherotorsupportedbytWOmagneticbearingsWaslessthanthreemagneticbearings．KeyWords：MagneticBearings；Misalignment；RotorDynamic；UnbalanceResponse1引言2多支承标高敏感度矩阵磁悬浮轴承由于其无接触、无磨损、高速度、高精度、不需要多支承转子系统在大型汽轮发电机组上比较常见，是一种典润滑和密封等优点，在高速旋转机械上得到越来越多的应用[1-2]

6、。型的静不定结构，如图1所示。很小的不对中量或标高偏移都会产而随着近年来工业的快速发展，当前旋转机械正在向着高速、重生很大的轴承载荷，从而影响整个轴系的稳定陛。为了避免转子承载和细长方向发展。对于细长转子，采用双支承时，在转子自身重受额外的弯矩，使轴系依然呈一条光滑的挠度曲线，各个轴承的中力作用下，转子可能就会产生比较大的挠度，加上未知不平衡量，心位置沿垂直方向的高度是不同的，这一安装高度称为静态标高。转子很容易失稳，故需要多个支承以抑制转子振动，提高系统稳定性。而对多支承磁悬浮轴承转子系统，国内外对此并没有太多．=2⋯T⋯m一1报道。文献将三个主动磁悬浮轴承应用到了直升机尾桨，

7、并用图1多支承静态标高示意图磁轴承检测整个系统的稳定性，转子的不平衡等得到很好的抑Fig．1TheHeightMarkofMulti—Bearings制。但转子材料为较软的柔性复合材料，轴与轴之间采用万向节标高不同，各个支承所受载荷也将有所变化。对此，很多学连接，轴承之间的不对中对此影响较小，所以并没有考虑轴承之者开始研究标高变化对轴承载荷的影响，并有了标高敏感度矩间的不对中。文献I在双支承磁悬浮转子系统中加入中间支承，阵。主体上有三弯矩法和传递矩阵法。文献通过传递矩阵法，求作为