專利名稱：滑動軸承轉子系統穩定性判別與控制技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及旋轉機械的穩定性分析、故障診斷與控制技術。
背景技術：
目前，隨著旋轉機械向高轉速、大跨度、柔性輕結構方向發展，滑動軸承油膜與轉子相互作用引起的穩定性問題日益突出，因此，軸承油膜失穩判據仍是大型旋轉機械中沒有徹底解決的難題。
在工程實際中，旋轉機械領域的滑動軸承轉子系統的穩定性判據一直沒有一個實用的方法與標準，尤其是滑動軸承轉子渦動特性與穩定性的關系還不清楚，無法對滑動軸承轉子系統運行穩定性進行有效的診斷與控制，因此，經常發生旋轉機械的設備損壞事故。
發明內容
在工程實際中，提出了一種根據軸承承載能力判別滑動軸承轉子系統穩定性的方法，即當軸承承載能力小于外載荷時，軸承系統失穩。
根據軸承流固耦合運動形式的能量轉化守恒方程 可確定滑動軸承轉子系統中，滑動軸承轉子系統運行失穩的判據方程為 因此提高滑動軸承轉子系統運行的穩定性的根本途徑，就是有效的控制系統外擾動參數、結構參數和物性參數，對滑動軸承轉子系統的影響，合理調整軸頸旋轉角速度ω0、軸頸的渦動角速度 和偏心率變化速度 的耦合運動特性，確保軸承流固耦合運動形式的能量轉化守恒方程 失穩判據方程表達式與軸承流固耦合特征系數的物理意義慣性耦合系數 它表示油膜旋轉慣性與軸頸渦動升力之比值，振動耦合系數 它表示油膜擠壓力項與軸頸渦動升力之比值，靜壓耦合系數 它表示油膜靜壓力與軸頸渦動升力之比值，外載荷耦合系數 它表示軸承外載荷與軸頸渦動升力之比值。
這里，μ為潤滑油動力粘度，L為軸承寬度，λ為軸承間隙比 c為軸承間隙(R-r0)，ω0為軸頸旋轉角速度，φ為軸頸渦動角，ε為偏心距，r0為軸半徑，pa為油膜靜壓力，1為油膜起始角，2為油膜終止角。軸承參數如圖1所示。其中
附圖是軸承結構及參數示意圖。
圖中1轉子、2軸承。
具體實施例方式
用渦動耦合激振分析方法是對系統某一激振頻率進行的諧振分析與評價，非線性耦合振動位移極限環分析方法則是對系統運行狀態與過程進行的安全性分析與評價。因此，渦動耦合激振只是系統產生失穩的條件，耦合振動導致轉子1偏心率(ε)大于工程允許值εmax的結果才是判別系統失穩的依據。
1.渦動耦合激振分析方法就是在于如何改變系統外擾動參數(Wi)、結構參數(L、D、λ)、物性參數(μ)和運動參數(ω0、 ε)，控制軸頸渦動頻率有效地避開轉子1的固有頻率與相關的載荷激振頻率ωi*區域。相應的控制方程如下 2.非線性耦合振動位移極限環分析方法就是在轉子1幾何中心渦動周期(T)里，如何改變系統外擾動參數(Wi)、結構參數(L、D、λ)、物性參數(μ)和運動參數(ω0、 )，控制轉子1偏心(ε)不大于工程允許或規定值εmax或在極限值εmax內存在dϵdt≤0.]]>相應的控制與判據方程如下
工作原理在工程實際中，影響油膜承載能力的不穩定因素主要有轉子1旋轉角速度ω0、轉子1的渦動角速度 和偏心率變化速度 可以將軸承2流固耦合運動形式的能量轉化守恒方程 轉化成轉子1的渦動與擠壓速度的兩種形式，即渦動耦合激振和非線性耦合振動位移極限環的分析方程。這是兩個很有工程實際意義的軸承2穩定性分析方程，根據這兩個方程相關參數來確定提高滑動軸承2轉子1系統運行穩定性的根本途徑，就是有效的控制系統外擾動參數、結構參數和物性參數，對滑動軸承2轉子1系統的影響；合理調整轉子1旋轉角速度ω0、轉子1的渦動角速度 和偏心率變化速度 的耦合運動特性，確保軸承2流固耦合運動形式的能量轉化守恒方程 就能夠實現系統穩定性的穩定性分析、故障診斷、可控運行和優化設計。
權利要求
1.一種滑動軸承轉子系統穩定性判別及控制技術，其特征是，根據軸承流固耦合運動形式的能量轉化守恒方程Θ+ξ+ψ-ω＝1，采用渦動耦合激振和非線性耦合振動位移極限環的分析方法，有效的控制系統外擾動參數、結構參數和物性參數，對滑動軸承轉子系統的影響；合理調整軸頸旋轉角速度ω0、軸頸的渦動角速度 和偏心率變化速度 的耦合運動特性，確保軸承流固耦合運動形式的能量轉化守恒方程Θ+ξ+Ψ-ω≥1，實現系統穩定性分析、故障診斷、可控運行和優化設計的新技術。
2.根據權利要求1所述的滑動軸承轉子系統穩定性判別及控制技術，其特征是，滑動軸承轉子系統的穩定性分析、診斷與控制原理及方法，編制的旋轉機械設備及系統的穩定性分析、故障診斷、可控運行和優化設計的計算機軟件程序。
3.根據權利要求1所述的滑動軸承轉子系統穩定性判別及控制技術，其特征是，滑動軸承轉子系統的穩定性分析、診斷與控制原理及方法，確定的旋轉機械設備及系統的穩定性分析、故障診斷、可控運行和優化設計的控制系統和設計方法。
4.根據權利要求1所述的滑動軸承轉子系統穩定性判別及控制技術，其特征是，滑動軸承轉子系統的穩定性分析、診斷與控制原理及方法，制造的旋轉機械設備及系統的穩定性分析、故障診斷、可控運行和優化設計的監測、診斷儀器和相應的自動控制保護系統裝置。
全文摘要
本發明滑動軸承轉子系統穩定性判別及控制技術，涉及旋轉機械的穩定性分析、故障診斷與控制技術。根據軸承流固耦合運動形式的能量轉化守恒方程Θ+ξ+Ψ－ω＝1，采用渦動耦合激振和非線性耦合振動位移極限環的分析方法，有效的控制系統外擾動參數、結構參數和物性參數，對滑動軸承轉子系統的影響；合理調整軸頸旋轉角速度ω
文檔編號G01M13/04GK1621799SQ200410101458
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月20日 優先權日2004年12月20日
發明者楊金福, 劉占生, 于達仁, 王振鵬, 荊建平, 解永波 申請人:楊金福