高速浮环轴承-转子系统特性分析

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1、学校代码10459学号或申请号201212202367密级硕士学位论文高速浮环轴承-转子系统特性分析作者姓名：孙一休导师姓名：郭红教授学科门类：工学专业名称：车辆工程培养院系：机械工程学院完成时间：2015年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterCharacteristicAnalysisofHighSpeedFloatingRingBearing-RotorSystemByYixiuSunSupervisor:Prof.HongGuoVehi

2、cleEngineeringSchoolofMechanicalEngineeringApril2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：2015年〈月2日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使

3、用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：曰期：2015年6月2•曰摘要摘要浮环动静压轴承是在动静压轴承的基础上加入浮环结构，降低了轴承的摩擦功耗，提高稳定性，在一些速度要求较高的场合中应用较为广泛。

4、本文以涡轮增压器浮环轴承为研究对象，对内层和外层油膜的静、动特性进行了计算，在此基础上计入浮环质量和转子刚度，建立了浮环轴承-转子的动力学方程，推导了稳定性判据并计算了系统的临界转速。首先建立了径向浮环轴承内外油膜压力动态的Reynolds方程和边界条件，推导了静特性参数和动特性参数的计算公式；然后，对内外层油膜进行划分网格，利用差分法对Reynolds方程进行离散，并详细介绍了对轴承油腔边界处做的特殊处理，由于网格划分时步长不等距，在动特性计算时，其差分方程亦做了相应的变化。程序中利用二分法求解浮环的平衡位置，在保证浮环

5、平衡的基础上得到不同工况该浮环轴承的静、动态特性参数。最后建立了计入浮环质量和转子刚度的浮环轴承-转子的动力学方程，利用Routh-Hurwitz准则推导了系统的稳定性判据并计算转子临界转速。选取某结构浮环轴承为计算对象，利用程序计算出其在不同转速和不同偏心率下的静动特性参数，对比分析得到静动特性随转速、偏心率的变化曲线，改变浮环质量和转子刚度，计算得到多组数据，详细分析两者对转子系统稳定性的影响。结果表明，对于该结构轴承，考虑浮环质量会使稳定性降低，且失稳转速随质量的增大而减小；弹性转子稳定性低于刚性，失稳转速随转子刚度

6、的增大而增大。关键词：径向浮环动静压轴承浮环平衡浮环质量转子刚度稳定性IAbstractAbstractThefloatingringhydrostatic/hydrodynamicbearingintroducesafloatingringbasedonthehydrostatic/hydrodynamicbearing,thefrictionlossisreducedandthestabilityisimproved,whichisusedcomprehensivelyinsomesituationsthatrequi

7、rehighspeed.Thefloatingringbearing-rotorsystemintheturbochargerwasstudiedandthestaticanddynamiccharacteristicswerecalculated.Themathematicalmodelwasestablishedtocalculatestabilityofthesystemconsideringthemassoftheringandthestiffnessoftheelasticrotorandthethreshold

8、speedwascalculated.First,thispaperestablishedthedynamicReynoldsequationsoftheinnerandouterlayerfilminthefloatingringbearingandtheboundaryconditions,thef