一種壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

莫錦濤 方浩宇 李長(zhǎng)香 陳訓(xùn)剛

摘 ?要：大型壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)速很高（可達(dá)60000r/min），而齒輪嚙合、氣流沖擊總會(huì)給轉(zhuǎn)子帶來(lái)一定的擾動(dòng)。這就導(dǎo)致了滑動(dòng)軸承在這種高速輕載工況下不得不面對(duì)一系列穩(wěn)定性問(wèn)題。文章提出一種壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)包括實(shí)驗(yàn)軸承及實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)裝置、加載裝置、數(shù)據(jù)采集和潤(rùn)滑裝置5個(gè)部分，并設(shè)計(jì)了常規(guī)工況、超速工況、參數(shù)識(shí)別、故障診斷、軸承性能評(píng)判等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)結(jié)合有限元軟件仿真分析設(shè)計(jì)了低速可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案提供可行性驗(yàn)證和相應(yīng)的測(cè)試準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī);滑動(dòng)軸承;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);有限元

中圖分類號(hào)：TH452 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）28-0072-04

Abstract： During the actual operation of the rotor of a large compressor， the rotating speed is very high （up to 60，000r/min）， and the gear meshing and airflow impact will always bring some disturbance to the rotor. As a result， the sliding bearing has to face a series of stability problems under the condition of high speed and light load. An experimental design scheme of sliding bearing for compressor is presented in this paper. The designed experimental platform system includes five parts： experimental bearing and experimental rotor， driving device， loading device， data acquisition， and lubrication device. The experimental contents such as conventional working condition， overspeed working condition， parameter identification， fault diagnosis and bearing performance evaluation are designed. At the same time， combined with the simulation analysis of finite element software， the low speed feasibility verification experiment is designed to provide feasibility verification and corresponding test preparation for the experimental design scheme of sliding bearing for compressor.

Keywords： compressor; sliding bearing; experimental design; finite element method （FEM）

引言

大型壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子往往會(huì)在高速輕載工況下運(yùn)行，且運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到來(lái)自齒輪嚙合、氣流沖擊的一定程度的擾動(dòng)。其中的滑動(dòng)軸承也因此面臨穩(wěn)定性問(wèn)題。另外一方面，大型轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復(fù)雜，很難通過(guò)模擬仿真計(jì)算得到較為可信的結(jié)果。因此，為了研究大型滑動(dòng)軸承的工作特性，最有說(shuō)服力的方法是搭建滑動(dòng)軸承相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)研究和深入探討，并分析其潤(rùn)滑機(jī)制。國(guó)內(nèi)外許多研究人員對(duì)滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。鐘海權(quán)[1]利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)針對(duì)大型、低速、重載的水輪發(fā)電機(jī)組徑向軸承的工作特性開(kāi)展了相關(guān)研究。白大鵬[2]設(shè)計(jì)的軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)，轉(zhuǎn)速為350r/min，軸頸直徑為200mm，加載力為40kN。姜歌東等[3]采用PPMD數(shù)據(jù)處理器和PC機(jī)建立了基于計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)的滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)，用于解決滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)中存在的測(cè)試數(shù)據(jù)龐大、實(shí)驗(yàn)因素復(fù)雜等問(wèn)題。胡朝陽(yáng)和常山[4]研制了大型的油膜軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)，最大支承軸頸直徑200mm，由本體部分、液壓傳動(dòng)與供油、數(shù)據(jù)檢測(cè)與處理、電力拖動(dòng)與電氣控制4大部分組成。在國(guó)外，Morgoil、Kinsbury、Pioneer等大型滑動(dòng)軸承公司[5]也對(duì)滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。尤其是美國(guó)Texas A&M大學(xué)透平機(jī)械實(shí)驗(yàn)室針對(duì)高速靜壓滑動(dòng)軸承研制了一種實(shí)驗(yàn)臺(tái)[6]。CHILDS帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在這一實(shí)驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)[7-10]。

在近20年的時(shí)間里，大量學(xué)者在不同工況下針對(duì)不同結(jié)構(gòu)、不同參數(shù)的各類型滑動(dòng)軸承的靜、動(dòng)態(tài)性能和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)量，獲得了大量意義重大的研究成果[11-14]。但是目前國(guó)內(nèi)已有的滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)，大多數(shù)無(wú)法真實(shí)模擬大型壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承高轉(zhuǎn)速、高載荷等較為惡劣的實(shí)際應(yīng)用工況，因此開(kāi)展大型壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和特性研究，對(duì)各種類型、結(jié)構(gòu)和參數(shù)的大型壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承開(kāi)展研究具有重要意義。

本文提出一種壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)包括實(shí)驗(yàn)軸承及實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)裝置、加載裝置、數(shù)據(jù)采集和潤(rùn)滑裝置5個(gè)部分。并設(shè)計(jì)了常規(guī)工況、超速工況、參數(shù)識(shí)別、故障診斷、軸承性能評(píng)判等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)結(jié)合有限元軟件仿真分析設(shè)計(jì)了低速可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，為壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案提供可行性驗(yàn)證和相應(yīng)的測(cè)試準(zhǔn)備。

1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)方案設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象為圖1所示的三級(jí)離心壓縮機(jī)，重點(diǎn)研究部分為紅色方框所標(biāo)示轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)最終目的是希望通過(guò)搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)本轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究，完成對(duì)滑動(dòng)軸承的相關(guān)設(shè)計(jì)。

具體結(jié)構(gòu)如圖所示，該部分轉(zhuǎn)子由兩個(gè)滑動(dòng)軸承提供支撐，在軸的中段靠輪齒與大齒輪嚙合。由于轉(zhuǎn)子本身質(zhì)量不大，且實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)速很高。而齒輪嚙合、氣流沖擊總會(huì)給轉(zhuǎn)子帶來(lái)一定的擾動(dòng)。因此其中的滑動(dòng)軸承在這種高速輕載工況下很容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的問(wèn)題。

所以為了能夠自行設(shè)計(jì)并制造出能夠滿足該工況的滑動(dòng)軸承，需要搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)滑動(dòng)軸承的性能進(jìn)行合理的測(cè)試評(píng)估。

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

根據(jù)研究需要，對(duì)圖1所示壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的簡(jiǎn)化，可以設(shè)計(jì)如圖2所示實(shí)驗(yàn)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)方案框圖見(jiàn)圖3。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置主要分為五個(gè)部分：

（1）實(shí)驗(yàn)軸承及實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子

實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子可大致分為兩端帶葉輪和一端帶葉輪兩種形式，兩種形式轉(zhuǎn)子均可根據(jù)實(shí)際尺寸設(shè)計(jì)相應(yīng)的工裝，工裝的加工工藝與原壓縮機(jī)一致，確保加工和安裝精度。并與滑動(dòng)軸承（包括原裝兩個(gè)軸頸軸承和兩個(gè)推力軸承）一起安裝固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。

（2）驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)力部分，既要為實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供動(dòng)力，也要根據(jù)需要改變輸出轉(zhuǎn)速。本實(shí)驗(yàn)要求轉(zhuǎn)速較高，能夠無(wú)級(jí)變速，且動(dòng)力輸出穩(wěn)定，因此本設(shè)計(jì)采用直流電機(jī)提供足夠的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速，通過(guò)直流電機(jī)控制柜實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，然后通過(guò)增速機(jī)構(gòu)傳遞給實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體。由于壓縮機(jī)內(nèi)部大齒輪與小齒輪輪齒均為斜齒，這樣大齒輪在實(shí)際工作過(guò)程中給小齒輪的載荷就包括徑向載荷和軸向載荷兩種，且齒輪的嚙合也在不斷給小齒輪以載荷波動(dòng)。為了研究大齒輪傳動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)子的影響，驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)軸上安裝了原裝大齒輪。

（3）加載裝置

考慮到轉(zhuǎn)子的軸向載荷和徑向載荷與實(shí)際工況不符，需要進(jìn)行加載模擬。并且需要通過(guò)加載來(lái)模擬過(guò)載的情況以確認(rèn)系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。因此安置兩個(gè)電磁激振器對(duì)轉(zhuǎn)子分別施加沿軸向和徑向的載荷。并配有電流調(diào)節(jié)裝置來(lái)控制激振力大小。實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)轉(zhuǎn)子形式的不同，需要調(diào)整軸向電磁激振器安放的位置。具體而言，對(duì)于一端帶葉輪的轉(zhuǎn)子，軸向電磁激振器應(yīng)該安放在轉(zhuǎn)子另外一端，讓電磁力作用在圓盤上;對(duì)于兩端帶葉輪的轉(zhuǎn)子，應(yīng)該在其中一個(gè)葉輪頂部固定安放一個(gè)適當(dāng)大小的圓盤（適當(dāng)大小是指圓盤質(zhì)量不足以過(guò)分影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并保證與電磁激振器足夠的作用面積），讓電磁力作用在圓盤上。對(duì)轉(zhuǎn)子施加激振力，通過(guò)觀察軸心軌跡的變化分析軸承穩(wěn)定性。

（4）數(shù)據(jù)采集

實(shí)驗(yàn)中主要采集到計(jì)算機(jī)的信號(hào)有三種：轉(zhuǎn)速信號(hào)，振動(dòng)信號(hào)還有油溫。

轉(zhuǎn)速信號(hào)：要求電機(jī)控制柜可以輸出數(shù)字量轉(zhuǎn)速信號(hào)，計(jì)算機(jī)可通過(guò)USB接口或者網(wǎng)線直接讀取。

振動(dòng)信號(hào)：主要是對(duì)圖2所示位移傳感器兩個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量軸頸X，Y方向的振動(dòng)位移，傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)前置器，接入數(shù)據(jù)采集卡，經(jīng)采集卡處理后讀入計(jì)算機(jī)。

油溫：主要測(cè)量軸承附近油溫，傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)前置器，接入數(shù)據(jù)采集卡，經(jīng)采集卡處理后讀入計(jì)算機(jī)。

（5）潤(rùn)滑裝置

潤(rùn)滑裝置主要為實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的軸承提供潤(rùn)滑。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有一對(duì)滑動(dòng)軸承需要潤(rùn)滑?；瑒?dòng)軸承既是實(shí)驗(yàn)臺(tái)主軸的支撐軸承，也是被測(cè)試的對(duì)象。本設(shè)計(jì)采用稀油壓力連續(xù)潤(rùn)滑，用液壓泵將潤(rùn)滑油泵出，溢流閥和流量閥控制油壓和流量。為軸承提供一定壓力、流量和溫度的潤(rùn)滑油。實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體為箱體結(jié)構(gòu)，底部的排油孔與回油過(guò)濾器連接，潤(rùn)滑過(guò)的潤(rùn)滑油經(jīng)回油過(guò)濾器過(guò)濾后重新送回到油箱里。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)安置在軸承座上的位移傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)子軸心軌跡，進(jìn)行如下幾個(gè)方面的研究：

1.2.1 常規(guī)工況（或數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控）

主要用于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的常規(guī)運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)，其主要功能包括：

（1）轉(zhuǎn)速監(jiān)控：實(shí)驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速由電機(jī)控制柜直接控制和調(diào)節(jié)，可以穩(wěn)定在任一設(shè)定轉(zhuǎn)速，并在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。為模擬實(shí)際情況，升降速過(guò)程可以是數(shù)秒鐘或數(shù)分鐘，計(jì)算機(jī)在控制轉(zhuǎn)速的同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，以獲得所需的波特圖等相關(guān)數(shù)據(jù)。

（2）常規(guī)測(cè)試：主要用于測(cè)量轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)，并把測(cè)得的數(shù)據(jù)按需要存儲(chǔ)和管理，包括測(cè)量轉(zhuǎn)子的軸心軌跡、振幅、振型等，波特圖測(cè)量，軸頸偏心測(cè)量，潤(rùn)滑油溫度等。

（3）工況監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行工況，包括振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的變化，實(shí)時(shí)和動(dòng)畫顯示轉(zhuǎn)子各點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)域波形、頻譜圖和軸心軌跡等圖形。

（4）報(bào)警：自動(dòng)分析識(shí)別實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行時(shí)各主要參數(shù)是否正常，建立動(dòng)態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并報(bào)警。

1.2.2 超速工況

主要用于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的超速運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)，其主要功能包括：

（1）轉(zhuǎn)速監(jiān)控：實(shí)驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速由電機(jī)控制柜直接控制和調(diào)節(jié)，可以穩(wěn)定在任一設(shè)定高轉(zhuǎn)速，并在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。計(jì)算機(jī)在控制轉(zhuǎn)速的同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，以獲得所需的波特圖等相關(guān)數(shù)據(jù)。

（2）常規(guī)測(cè)試：主要用于測(cè)量轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)，并把測(cè)得的數(shù)據(jù)按需要存儲(chǔ)和管理，包括測(cè)量轉(zhuǎn)子的軸心軌跡、振幅、振型等，波特圖測(cè)量，軸頸偏心測(cè)量，潤(rùn)滑油溫度等。

（3）工況監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行工況，包括振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的變化，實(shí)時(shí)和動(dòng)畫顯示轉(zhuǎn)子各點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)域波形、頻譜圖和軸心軌跡等圖形。

（4）報(bào)警：自動(dòng)分析識(shí)別實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行時(shí)各主要參數(shù)是否正常，建立動(dòng)態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并報(bào)警。

1.2.3 參數(shù)識(shí)別

這一模塊是基于轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的基本理論，通過(guò)電磁激勵(lì)及其響應(yīng)的測(cè)量，計(jì)算得到需識(shí)別的參數(shù)。通過(guò)參數(shù)識(shí)別得到的系統(tǒng)性能參數(shù)，準(zhǔn)確性好，還可以反過(guò)來(lái)評(píng)判實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞。

（1）轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)穩(wěn)定性識(shí)別。系統(tǒng)阻尼和穩(wěn)定性的概念并不統(tǒng)一，尚在發(fā)展之中。這里主要是指通過(guò)激勵(lì)引起系統(tǒng)的一階模態(tài)振動(dòng)，并通過(guò)分析這一振動(dòng)分量隨時(shí)間的變化，得到一階模態(tài)振動(dòng)的對(duì)數(shù)衰減系數(shù)，這一系數(shù)可表示系統(tǒng)穩(wěn)定性狀態(tài)，它也是隨轉(zhuǎn)速而變化的。給出對(duì)數(shù)衰減系數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的曲線。

（2）不平衡量識(shí)別。根據(jù)測(cè)量得到的轉(zhuǎn)子振動(dòng)狀況，利用頻譜分析判斷轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡情況。

（3）固有頻率或臨界轉(zhuǎn)速的識(shí)別，并測(cè)量轉(zhuǎn)子的振型。

4 故障診斷

主要是對(duì)轉(zhuǎn)子、軸承的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行各種分析，提取特征，為故障診斷提供分析依據(jù)。它包括FFT，STFT，功率譜分析，相關(guān)分析，相干分析，全息譜分析，倒譜分析，包絡(luò)譜分析等。

5 軸承性能評(píng)判

在實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析，進(jìn)一步分析評(píng)判軸承性能。

6 可行性分析

6.1 有限元仿真

通過(guò)對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)子進(jìn)行尺寸估計(jì)，并作了相應(yīng)的簡(jiǎn)化后建立如圖4所示的有限元模型。模型中采用Beam188單元模擬轉(zhuǎn)子，COMBI214單元模擬滑動(dòng)軸承?？紤]到滑動(dòng)軸承處于高速輕載的工況，通過(guò)查詢實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定軸承主剛度為1.8e7N/m。

計(jì)算結(jié)果如圖5所示，為0到1000Hz范圍內(nèi)的Campbell圖，再結(jié)合相應(yīng)的振型（見(jiàn)附錄），可以看出這個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)只存在轉(zhuǎn)子的剛性平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，不存在轉(zhuǎn)子彎曲。故實(shí)驗(yàn)中考慮將轉(zhuǎn)子看作剛性轉(zhuǎn)子。

圖5 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)Campbell圖

6.2 低速實(shí)驗(yàn)可行性驗(yàn)證

基于上述有限元分析結(jié)果，可以通過(guò)對(duì)一般軸承試驗(yàn)臺(tái)為接下來(lái)的軸承實(shí)驗(yàn)提供可行性驗(yàn)證和相應(yīng)的測(cè)試準(zhǔn)備。

由于普通電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，最高轉(zhuǎn)速為2400r/min，經(jīng)過(guò)增速最高速度也很難達(dá)到60000r/min，所以實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速達(dá)不到轉(zhuǎn)子運(yùn)行轉(zhuǎn)速要求，并且轉(zhuǎn)子實(shí)際運(yùn)行中，由于與大齒輪嚙合，所以支撐剛度會(huì)有一定變化，并且伴隨有齒輪沖擊擾動(dòng)及徑向和軸向載荷。但一般軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)沒(méi)有足夠空間安裝大齒輪。所以在一般軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是低速下簡(jiǎn)化的性能實(shí)驗(yàn)。

綜上，基于一般軸承試驗(yàn)臺(tái)，低速實(shí)驗(yàn)裝置可以設(shè)計(jì)如圖6，實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)軸承分別安裝在兩個(gè)工裝上為實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子提供支撐，工裝固定在軸承座上，電磁激振作用在轉(zhuǎn)子葉輪部分，整個(gè)測(cè)試裝置置于真空罩中以保證有足夠功率到達(dá)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)安置在軸承座上的位移傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)子軸心軌跡，進(jìn)行如下幾個(gè)方面的研究：（1）測(cè)量轉(zhuǎn)子不同工況下平衡位置;（2）研究轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng);（3）利用電磁激振對(duì)實(shí)驗(yàn)軸承（包括徑向滑動(dòng)軸承和推力軸承）進(jìn)行穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)分析。

7 結(jié)論

本文提出一種壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)包括實(shí)驗(yàn)軸承及實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)裝置、加載裝置、數(shù)據(jù)采集和潤(rùn)滑裝置5個(gè)部分。并設(shè)計(jì)了常規(guī)工況、超速工況、參數(shù)識(shí)別、故障診斷、軸承性能評(píng)判等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)結(jié)合有限元軟件仿真分析發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)只存在轉(zhuǎn)子的剛性平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，不存在轉(zhuǎn)子彎曲。故實(shí)驗(yàn)中考慮將轉(zhuǎn)子看作剛性轉(zhuǎn)子，并設(shè)計(jì)了低速可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案提供可行性驗(yàn)證和相應(yīng)的測(cè)試準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘海權(quán).大型低速重載徑向動(dòng)壓軸承研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，25（6）：87-89.

[2]白大鵬.滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D].哈爾濱工程大學(xué)，2009.

[3]姜歌東，胡虹.全尺寸徑向滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)上軸承油膜參數(shù)識(shí)別[J].潤(rùn)滑與密封，1998（1）：18-21.

[4]胡朝陽(yáng)，常山.大型徑向和推力滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，21（2）.

[5]薛濤.軋機(jī)油膜軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].太原科技大學(xué)，2011.

[6]Childs D， Hale K. A Test Apparatus and Facility to Identify the Rotordynamic Coefficients of High-Speed Hydrostatic Bearings[J]. Journal of Tribology， 1994，116（2）.

[7]Wilkes J C， Childs D W. Improving Tilting Pad Journal Bearing Predictions-Part I： Model Development and Impact of Rotor Excited Versus Bearing Excited Impedance Coefficients[C]// Asme Turbo Expo： Turbine Technical Conference & Exposition. 2013.

[8]Wilkes J C. Measured and Predicted Transfer Functions Between Rotor Motion and Pad Motion for a Rocker-Back Tilting-Pad Bearing in LOP Configuration[C]// Asme Turbo Expo： Turbine Technical Conference & Exposition. 2011.

[9]Rodriguez L E， Childs D W. Frequency dependency of measured and predicted rotordynamic coefficients for a load-on-pad flexible-pivot tilting-pad bearing[J]. Journal of tribology， 2006， 128（2）：388-395.

[10]Childs D， Harris J. Static performance characteristics and rotordynamic coefficients for a four-pad ball-in-socket tilting pad journal bearing[J]. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power， 2009，131（6）：062502.

[11]關(guān)琦，金鶴，新力.某型燃?xì)廨啓C(jī)低壓渦輪壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2010（8）：127-132.

[12]易瑋帆.錠軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型的動(dòng)態(tài)測(cè)試與仿真[D].東華大學(xué)，2014.

[13]張松山.支承磁軸承的擠壓式磁流變液阻尼器設(shè)計(jì)與研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

[14]張直明.滑動(dòng)軸承的流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論[M].高等教育出版社，1986.