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什么是油膜振蕩?

2023-03-04

油膜振蕩發(fā)生在油潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)設(shè)備中,在轉(zhuǎn)子正常工作時(shí),軸徑中心和軸承中心并不重合,而是存在一個(gè)偏心距e,當(dāng)載荷不變、油膜穩(wěn)定時(shí),偏心距e保持不變,機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定,軸頸上的載荷W與油膜壓力保持平衡,若外界給軸頸一擾動(dòng)力,使軸心O1位置產(chǎn)生一位移△e而達(dá)到新位置,這時(shí)油膜壓力由p變?yōu)閜′,因而不再與此時(shí)的載荷W′(W′-W)平衡,兩者的合力為F,其分力F1將推動(dòng)軸頸回到起初的平衡位置O1,而在分力F2的作用下,軸頸除了以角速度ω作自轉(zhuǎn)外,還將繞O1渦動(dòng)(渦動(dòng)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同),其渦動(dòng)速度約為角速度的一半,稱為油膜渦動(dòng)(半速渦動(dòng))。

油膜渦動(dòng)產(chǎn)生后就不消失,隨著工作轉(zhuǎn)速的升高,其渦動(dòng)頻率也不斷增強(qiáng),振幅也不斷增大,如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高到臨界轉(zhuǎn)速的2倍時(shí),其渦動(dòng)頻率與一階臨界轉(zhuǎn)速相同,產(chǎn)生共振,振幅突然驟增,振動(dòng)非常劇烈,軸心軌跡突然變成擴(kuò)散的不規(guī)則曲線,半頻諧波振幅值就增加到接近或超過基頻振幅,若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速,則轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)頻率保持不變,始終等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速,這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩。

發(fā)生油膜振蕩現(xiàn)象:

a.發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí),振幅突然增加,聲音異常。

b.振動(dòng)頻率為組合頻率,次諧波非常豐富,并且與轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速相等的頻率的振幅接近或超過基頻振幅;

c.工作轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速的2倍時(shí)才發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng),振蕩頻率等于轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,并且不隨工作轉(zhuǎn)速的變化而變化,只有工作轉(zhuǎn)速低于2倍臨界轉(zhuǎn)速后,劇烈振動(dòng)才消失;

d.軸心軌跡為發(fā)散的不規(guī)則形狀,進(jìn)動(dòng)方向?yàn)檎M(jìn)動(dòng);

e.軸承潤(rùn)滑油粘度變化對(duì)振動(dòng)有明顯的影響,降低潤(rùn)滑油粘度可以有效地抑制振動(dòng)。

油膜振蕩形成原因:

油膜振蕩是由半速渦動(dòng)發(fā)展而成,即當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升至兩倍于臨界轉(zhuǎn)速時(shí),渦動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率重合,使轉(zhuǎn)子----軸承系統(tǒng)發(fā)生共振性振蕩而引起,如果能提高轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,使其大于0.5倍工作轉(zhuǎn)速,即可避免發(fā)生油膜振蕩,但這顯然無法實(shí)現(xiàn)。只有通過加大軸承的載荷,使軸頸處于較大的偏心率下工作,提高軸瓦穩(wěn)定性的辦法解決。

避免發(fā)生油膜振蕩的措施:

1.在振蕩發(fā)生時(shí),提高油溫,降低潤(rùn)滑油的粘度。

2.使軸頸處于較大的偏心率下工作,利用上瓦油壓,使下瓦的載荷加大,從而提高軸瓦的穩(wěn)定性。

3.調(diào)整軸承的相對(duì)高度。

(來源:汽機(jī)學(xué)習(xí)筆記)