大坝的影响深度和救援深度跟踪的稳态和动态性能参数3-Lobe大坝轴承的压力

文摘

本研究分析压力坝的影响深度和救援跟踪深度三叶齿轮压力坝轴承的性能。不同的坝深度值和救援跟踪深度无量纲形式以分析其效果。结果绘制不同的参数对离心率的比率,它表明压力坝的影响深度和救援跟踪深度具有重要意义在稳定性和其他性能参数。稳定性和性能特征的研究是同时进行的。

1。介绍

在今天,这个行业需要长时间运行透平机在高速度。最常用的圆柱轴承高速发现的不稳定。发现稳定可以增加了使用非圆形轴承代替圆轴承。进一步,利用压力坝使轴承在高速非常稳定。有限长轴承的稳定性分析是由尼古拉斯和阿莱尔(1]。尼古拉斯et al。2]报道实验旋转频率比(公司)为最佳压力坝附近轴承支承柔性转子。椭圆率的影响比取代中心轴承性能的观察,发现有垂直刚度的增加增加椭圆率(3]。性能分析大坝三叶齿轮压力轴承是由梅塔和藤4),发现具有很高价值的最低阈值速度和无限区域稳定。救援轨道宽度的一个重要参数,影响大坝的压力轴承的性能。隆德和汤姆森(5]所做的分析槽的稳态和动态特点,双凸轮,三叶齿轮轴承和以表格的形式给出结果。在同一条线上,索尼等。6)研究了双凸轮轴颈轴承使用线性化紊流润滑理论有限元法和伽辽金的技术。

Kumar et al。7)做了详细的研究和分析,双凸轮压力轴承和显示这些轴承传统圆形轴承的优越性。静态和动态的特点,采用正交流离失所的压力坝轴承已经研究了梅塔(8]。梅塔和辛格9]研究抵消压力坝一半轴承的动态行为。微极效应润滑两轴承压力液体双凸轮和出血性大坝被许多研究人员研究。在这条线,沙玛和拉坦(10)研究了双凸轮压力坝下微极流体润滑轴承的性能,发现负荷能力的增加。

从可用的文学,已经证明公司的压力坝和救援跟踪是有用的在提高大坝血性压力轴承的稳定性。大坝深度的压力,缓解跟踪深度、压力坝轴向宽度,救援跟踪轴向宽度,大坝圆周长度、压力和救援跟踪圆周长度应该在双凸轮的静态和动态行为有很大的影响和出血性压力坝轴承。因此,目前的研究已经开展调查压力坝的影响深度和救援跟踪深度在稳态和动态特性的双凸轮和三叶齿轮压力坝轴承。

2。理论

图1显示了三叶齿轮轴承压力坝的原理图,而图2显示不同的叶压力坝和救援。O₁,O₂,O₃叶的中心1、2和3,分别。轴承的每个叶圆的几何配置轴承不是。叶2和叶3提供一个矩形压力坝的深度长度和宽度(轴向)。同样,叶1提供救济的深度和宽度。每个大坝弧中心90°角从一开始个人的叶。轴承提供三个石油供应洞10°0°,120°和240°。两个不同的许可所示:一个小间隙()中心轴和一个主要的间隙为半径的圆外切叶。所以,每个叶的中心由远处转移,这是由,这被除以nondimensionalized主要的径向间隙这被称为椭圆率比率;也就是说,。

从几何偏心比率给出个人的叶

同样,态度角度给出个人的叶

雷诺方程不可压缩、非粘性的层流给出了液体动力润滑

这个方程在nondimensionalized(通过使用替换)形式给出

方程(2)是动态条件下的无量纲雷诺方程。让和分别是稳态的偏心率和姿态角。现在,考虑到《旋转小振幅对其稳态位置和只考虑一阶微扰(忽略了高阶项),无量纲压力和膜厚度可以表示为(11]

在替换和在(4),将系数,,组,下面的三个方程得到高阶术语时被忽略了:

方程(6)给出了稳态压力分布和(7)和(8)给每个叶中的动态压力分布。

在解决这些方程,得到稳态压力和动态压力如下: 在哪里

压力边界条件用于稳态和动态压力分布如下: 在哪里,开始角槽纵轴,是角的坡口结束对纵轴,然后呢是角的电影关于垂直轴形成空洞。

由于压力分布是对称中心线,只有一半的轴承进行了分析。nondimensionalized压力分布方程解决了用有限差分法(FDM)。每一半的轴承分为88和16个元素沿圆周长度和轴向长度,分别。高斯-赛德尔法逐次超松弛技术满足边界条件用于数值积分。

的收敛性判据作为

由于荷载作用在垂直方向(),姿态角不断变化,直到每个偏心率水平分量为零。

目前的分析进行了轴承使用以下参数:

目前的研究认为椭圆率比率和。然而,大坝深比和救援跟踪比不是常数。,这两个变量之一是保持不变,另一个是不同的在一定范围内和可变参数对性能参数的影响进行了分析。

直接和cross-coupled无量纲动态系数(刚度和阻尼系数)是由分离的实部和虚部横向和纵向动态加载。

水平和竖直分量的动态负载动态压力和分别给出了是吗

无量纲质量参数,流量系数、摩擦变量,和索姆费尔德数量

无量纲膜厚度在整个大坝地区给出矩形压力

同样,救援跟踪区域, 在哪里,叶1、2和3,分别。

自密切相关的期刊转速和期刊质量通常是常数,它是更方便定义速度参数吗等于√吗。

3所示。结果与讨论

策划各种性能参数与偏心率对不同压力大坝深比和救援跟踪深比。在第一部分,救援的效果跟踪深比已被证明通过保持其他参数不变。救援跟踪深比被认为是。在第二部分中,压力的影响大坝深比已被证明通过保持其他参数不变。大坝作为深比。

在整个研究中,比一直作为1.0和椭圆率比被认为是0.5。

数据3- - - - - -7显示救援的效果跟踪深比稳态参数。负荷能力随增加而减小。如图3,救援跟踪深度的变化比率在0.2和0.6之间有显著影响负荷能力但随着救援跟踪深度比超出0.6,负荷能力的变化变得很小。救援跟踪增加了膜厚度和因此底部的轴压力降低;因此负荷能力也降低。

姿态角的轴承随增加救援跟踪深度比例见图4。救援跟踪深比、价值更高的姿态角随着偏心率的增加和减少。

流量系数的行为或多或少类似于负荷能力。图5显示,流量系数的增加也能减少患口气跟踪深比和给定跟踪深比流量系数随偏心率的增加。

索姆费尔德数量和摩擦变量以相似的方式对不同的救济跟踪深比如图6和7,分别。在这两种情况下,随着救援跟踪比率的增加,索姆费尔德和摩擦变量数量也增加,但是,对于一个给定的地形跟踪深度比,这些继续随偏心率的增加。所有救援跟踪深度比,索姆费尔德数量和流量系数收敛的偏心率0.441。

数据8- - - - - -11显示动态系数与偏心率的变化对不同救济跟踪深比。图8描述了,和随着增加而增加但随着偏心率的增加,先增加然后减少,而继续减少。所有的价值,发现是收敛的偏心率0.441。

图9显示了cross-coupled刚度系数与偏心率的变化不同的价值。增加而增加,而随的增加。对于给定,有减少但增加可以看到。

数据8和9还描述,直接和cross-coupled刚度系数增加救援跟踪深比的增加。因此,轴承变得越来越僵硬。

的行为直接阻尼系数和cross-coupled阻尼系数可以看到数据10和11。直接和cross-coupled阻尼系数增加救援跟踪深比的增加。直接和cross-coupled阻尼系数与偏心率收敛所有给定的救援跟踪深度比和这些变得几乎等于0.441的偏心率。

图12显示了对质量的影响参数,用于确定轴承的稳定性。随着救援跟踪深比的增加,质量参数增加,因此稳定性也会增加。除了偏心率为0.4,质量参数显示了所有救援跟踪深比负值。负值的质量参数显示的轴承是稳定的速度(12]。轴承变得无限稳定为。

图13表明,随着救援跟踪深比的增加,轴的旋转的趋势降低。这种减少旋转趋势提高轴的稳定性。救援的跟踪深度比0.8,情节展示了旋转0.389偏心率但比例它只显示0.351偏心率。这是因为在的原因轴承趋于无限的稳定区域,而在的情况下0.8轴承达到无限稳定后。

大坝深比显示不同的行为相比,减压深比。压力提供了大坝的上半身轴承通过提供一个步骤。当润滑油经过这段由于提供的步骤,创建一个高压力区轴承向下推。这种高压导致明显增加轴承上的负载。因此,减少轴和轴承的旋转的趋势显示更好的稳定性即使在低负荷和高速度的条件。

图14显示没有重大改变与大坝深比负荷能力。一般来说,负荷能力增加,观察到随着偏心率的增加对所有大坝深比的值。

随着大坝深比的增加,姿态角增加对于一个给定的偏心率。它也可以观察到从图15对于一个给定的大坝深比,随着偏心率的增加,姿态角第一增加并达到其最大值附近约0.289偏心率,然后降低。

流量系数减少随着大坝深比的增加对于一个给定的偏心率;然而,流量系数随偏心率的增加对于给定的大坝深比,见图16。保持偏心率不变,大坝深比显示流量系数显著降低,但是除此之外,流量系数的变化可以忽略不计。

索姆费尔德和摩擦变量显示数量与大坝深比相同的行为。如数据所示17和18索姆费尔德和摩擦变量数量减少,增加大坝深比。大坝深比的影响主要是降低偏心率,但超出了0.2的偏心率,索姆费尔德和摩擦几乎变量成为常数大坝深比的值。

数据19- - - - - -22显示的变化直接和cross-coupled刚度和阻尼系数。减少偏心比率越低,刚度和阻尼系数显示大坝深比的增加。但是,对于任何给定的偏心率超过0.2,变得或多或少相同的所有大坝深比的值见图19。对不同大坝深比,两者兼而有之和收敛分别在更高的偏心率。图19也表明,价值高于对于一个给定的大坝深比和偏心率,但随着偏心率的增加,变得比。

图20.显示,随增加大坝深比对于一个给定的偏心率,但随着偏心率的增加和成为常数分别为任何给定的大坝深比。对于更高的离心率比率,成为所有大坝深度相同的比率和同样可以看到。

在直接阻尼系数的情况下,随着大坝深比的增加,两者兼而有之和减少。对于任何给定的大坝深比和偏心率值小于0.2,高于,但是,同样的大坝深比和偏心率超过0.2,价值高于。在,两个和对于给定的大坝深比具有相同的值,如图21。所有大坝深度比率,是收敛的类似的情况已经被观察到。

图22表明cross-coupled阻尼系数降低的大坝深比三叶齿轮大坝增加轴承的压力。对于一个给定的大坝深比,之间的区别和非常少。偏心率较低(0.25),高于,但更高的偏心率(超出0.25),超过。降低大坝深比显示更多的影响和比大坝深比就越高。

偏心率较低(0.25),质量参数随大坝深比的增加,但随着偏心率的增加,超出0.25模式变化和大坝深比显示了更高的稳定性较高的轴承质量参数增加,如图23。轴承变得无限稳定除了偏心率大坝深比的0.35 0.8和1.4,而轴承达到无限稳定后偏心比0.4的大坝深比为0.2和0.3。

图24表明,大坝深比的增加,轴的旋转的趋势降低。这种减少旋转趋势提高期刊的稳定性。大坝深比的0.2和0.4,情节展示了旋转比率0.389偏心率,但是,对于和1.4,它只显示0.351偏心率。这是因为在的原因和1.4轴承趋于无限的稳定区域,而在的情况下0.3轴承达到无限稳定后。

4所示。结论

从这里的研究,以下的结论:(1)随着救援跟踪深比的增加,轴承的刚度增加。结果,阈值速度和带无限的稳定性增加。(2)救援跟踪率增加,负荷能力,姿态角,和流量系数降低,而索姆费尔德和摩擦变量数量增加。(3)救援跟踪比率在0.2和0.6之间有许多显著的影响对载重量和流量系数对于一个给定的偏心率,但对于救援跟踪比率越高,这种效应变得无关紧要。(4)对于给定的偏心率,压力大坝深比的影响负荷能力几乎可以忽略不计。(5)压力大坝深比没有显著的影响在轴颈轴承的性能参数如果偏心率超出0.2。(6)的压力坝和救援跟踪三叶齿轮轴颈轴承的稳定和增加阈值速度但压力坝的深度和救援架必须非常小心,因为它对整体性能具有重要意义。

命名法

:	径向间隙,m
:	最小膜厚为中心轴,m
:	油膜阻尼系数,Ns / m
:	无量纲的油膜阻尼系数
:	偏心,m
:	偏心率
:	为每个叶古怪,m
:	油膜厚度、米
:	无量纲的油膜厚度
:	油膜刚度系数,N / m
:	无量纲的油膜刚度系数
:	轴承长度,米
:	压力坝深度,m
:	无量纲大坝深度
:	压力坝宽度,m
:	无量纲大坝深度
:	救援深度,m
:	无量纲救援跟踪深度
:	救援磁道宽度,m
:	无量纲救援跟踪深度
:	转子的质量/轴承,公斤
:	角速度的杂志,rad / s
:	无量纲质量参数
:	《华尔街日报》的速度,rp
:	直径的杂志,m
:	单位负荷轴承N / m2
:	无量纲电影压力
:	轴承半径,米
:	滑动速度、m / s
:	Pa-s粘度系数
:	跳动的姿态角,rad
:	索姆费尔德数量
:	无量纲摩擦变量
:	负荷能力,N
:	无量纲载荷承载能力
:	无量纲流量系数
:	无量纲摄动压力
:	椭圆率比
:	叶中心从轴承几何中心的距离,m
:	时间,年代
:	无量纲时间
:	旋转的角速度,rad / s
:	无量纲速度参数
:	垂直分量的合成负载,N
:	合成负载的水平分量,N。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

引用

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