动静压柔性铰链可倾瓦轴承的阶跃载荷动态响应

李昊; 陈淑江; 马金奎; 路长厚

doi:10.7652/xjtuxb201708016

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

动静压柔性铰链可倾瓦轴承的阶跃载荷动态响应

更新时间：2025-07-09

- 动静压柔性铰链可倾瓦轴承的阶跃载荷动态响应
- Dynamic Response of Hybrid Flexure Pivot-Tilting Pad Bearing to Step Loads
- 西安交通大学学报 2017年51卷第8期页码：96-101
- 作者机构：
  
  山东大学机械工程学院,济南,250061
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2017-03-03。作者简介: 李昊(1991—),男,硕士生;陈淑江(通信作者),男,副教授。基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51575318)
- DOI：10.7652/xjtuxb201708016
  中图分类号： TH133.31
- 网络首发：2017-08-10，
  
  纸质出版：2017
- 稿件说明：
移动端阅览
李昊, 陈淑江, 马金奎, 等. 动静压柔性铰链可倾瓦轴承的阶跃载荷动态响应[J]. 西安交通大学学报, 2017,51(8):96-101.

Dynamic Response of Hybrid Flexure Pivot-Tilting Pad Bearing to Step Loads[J]. 2017, 51(8): 96-101.
李昊, 陈淑江, 马金奎, 等. 动静压柔性铰链可倾瓦轴承的阶跃载荷动态响应[J]. 西安交通大学学报, 2017,51(8):96-101. DOI： 10.7652/xjtuxb201708016.

Dynamic Response of Hybrid Flexure Pivot-Tilting Pad Bearing to Step Loads[J]. 2017, 51(8): 96-101. DOI： 10.7652/xjtuxb201708016.

摘要

针对动静压柔性铰链可倾瓦轴承在受到阶跃载荷时主轴出现跳动而影响其回转精度的问题

提出了兼顾跳动幅值与稳定时间的分析方法和轴承优化设计方案。该方法基于轴心轨迹引入最大过冲量和过渡过程时间两个概念

用以描述主轴受到阶跃载荷时径向跳动的剧烈情况

研究轴承结构参数的确定方法。该方法首先建立轴承瓦块的压力分布模型、瓦块的力矩平衡方程和轴颈的运动方程

然后结合有限差分法和欧拉方法获取轴心轨迹

最后依据结构参数对两个参量的影响大小进行参数确定。仿真实验结果表明:增大预载荷或减小轴承半径间隙

能减小轴心最大过冲量并缩短过渡过程时间; 减小静压油腔面积或油腔宽长比能减小最大过冲量; 过渡过程时间随转速的提高呈现出先增加后减少的特点; 在研究范围内

最大过冲量随着转速提高而增大; 适当增大预载荷系数或减小半径间隙

能够提高主轴的回转精度。

Abstract

The journal radial runout of a hybrid flexure pivot-tilting pad bearing is analyzed under step load to improve the spindle rotation accuracy. The influences of the bearing structure and operating parameters on spindle rotation accuracy are investigated by analyzing the maximum overshoot and the transition time of the journal. A pressure distribution model and a torque balance equation of pads

as well as a journal movement equation

are established. Numerical simulation results of the rotor center trajectory are obtained by combining the finite difference method with the Euler method. The results show that when the rotational speed keeps the same

the maximum overshoot and the transition time reduce by either increasing the preload or reducing the radius clearance. Reducing the area or width-length ratio of the oil chamber decreases the maximum overshoot. When the width-length ratio is the same

the transition time increases at the beginning and then decreases with the increasing of rotational speed. The maximum overshoot increases with the increasing of rotational speed within the certain scope. These results indicate that the spindle rotation accuracy can be improved by either increasing the preload coefficient or reducing the radius clearance.

关键词

Keywords

references

RODRIGUEZ E L, CHILDS W D. Frequency dependency of measured and predicted rotordynamic coefficients for a load-on-pad flexible-pivot tilting-pad bearing [J]. Journal of Tribology, 2006, 128: 388-395.

许太强, 马金奎, 路长厚, 等. 瞬变载荷作用下滑动轴承动特性分析 [J]. 润滑与密封, 2013, 38(4): 32-35.

XU Taiqiang, MA Jinkui, LU Changhou, et al. Dynamic analysis of a sliding bearing under transient loads [J]. Lubrication Engineering, 2013, 38(4): 32-35.

马金奎. 滑动轴承非线性轴心轨迹的瞬态特性与周期特性研究 [D]. 济南: 山东大学, 2010: 29-31.

ZHANG H F, WU J H, XIE F, et al. Transient analysis of rotor-journal bearing system under large and dynamic loads [J]. Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers, 2012, 33(4): 271-279.

周桂如. 流体润滑理论 [M]. 杭州: 浙江大学出版社, 1990: 161-167.

黄平. 润滑数值计算方法 [M]. 北京: 高等教育出版社, 2012: 8-11.

秦宇, 冯之敬. 直梁型柔性铰链制造误差对刚度性能影响的建模与分析 [J]. 中国机械工程, 2008, 19(18): 2182-2185.

QIN Yu, FENG Zhijing. Manufacture error of corner-filleted flexure hinge on the performance of the stiffness of theoretical modeling and analysis [J]. China Mechanical Engineering, 2008, 19(18): 2182-2185.

钟洪, 张冠坤. 液体静压动静压轴承设计使用手册 [M]. 北京: 电子工业出版社, 2007: 81-83.

郭力, 李波, 伍毅刚. 动静压可倾瓦轴承有限元分析 [J]. 湖南大学学报(自然科学版), 1998, 25(1): 32-37.

GUO Li, LI Bo, WU Yigang. The finite element analysis of hybrid tilting-pad bearing [J]. Journal of Hunan University(Natural Science), 1998, 25(1): 32-37.

熊文涛. 柔性铰链可倾瓦轴承设计与性能研究 [D]. 济南: 山东大学, 2016: 11-12.

孙恭寿, 冯明. 液体动静压混合轴承设计 [M]. 北京: 机械工业出版社, 1993: 71-73.

RIMPEL A, KIM D. Rotordynamic performance of flexure pivot tilting pad gas bearing with vibration damper [J]. Journal of Tribology, 2009, 131: 1-13.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

隧道内燃料电池汽车氢气泄漏扩散特性及影响因素

采用机器学习的大规模并行程序I/O性能建模与预测方法

采用试验设计方法的第三代CO2气体箔轴承箔片几何参数敏感性分析

不同板叠材料热声热机能量转换过程数值模拟研究

三塔合一间接空冷系统结构参数对夏季运行特性的影响研究