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1不对中对轴承静态特性的影响

时间:2017-8-19 9:11:00   来源:中国轴承网   添加人:admin

  ―02修回日期:2011 0引百轴承一转子系统的不对中故障会引发强力的机械振动,船舶结构的机械振动是噪声的一个重要来源。作为动力传动的橡胶轴承一尾轴一螺旋桨耦合系统中轴承的静态受力和动态特性等问题十分突出,如受力不均使轴承比压增大,从而加剧了橡胶体的磨损。在大型转子一轴承系统中,产生故障的因素很多,但一般而言系统的不对中是普遍存在的,在一定条件下也是最主要的因素。不对中是旋转机械最为常见的故障之一。据报道,60%的机械故障都是不对中引起的。具有不对中现象或故障的转子系统在其运动过程中,将产生一系列的不利于系统的静动态效应,引起机械振动、轴承的磨损和转子的挠曲变形等,对系统的平稳运行危害极大111.许多实践证明,系统在设计、制造中一旦被嵌入了某些“先天性的缺陷”,那么系统在实际运行过程中,这些“缺陷”就会以不同的方式表现出来,而且很难弥补。近年来,在各类船舶推进系统中大量使用了橡胶轴承,这类水润滑橡胶轴承具有许多优点,例如,摩擦系数小,耐磨,缓冲、抑振,对安装和冲击不敏感等。但同时也存在一些非常明显的弱点,如在大比压情况下橡胶体磨损严重,在某些转速下产生鸣音等。

  这些现象与螺旋桨轴承支承的整个转子系统的静态特性和动力响应密切相关。目前对橡胶轴承的研究主要集中于轴承的噪声、摩擦、磨损及润滑特性等方面,螺旋桨轴承的支反力作用位置可以取在1/5~1/2轴承长度之间,本文取丨/4符合要求,亦符合美国军用推进轴系设计规范。尾轴后轴承和尾轴前轴承约束反力的作用点分别为各自轴承中点处。

  对于如所示变截面梁盘结构的超静定问题,采用有限元法求解比较简便,其中第个受弯轴段的受力图见其中蛛,Q-iN-1S风QN分别为作用于第~i和个结点处轴截面上的剪力和弯矩。

  根据平衡方程则第个轴段在x方向,船舶结构转子一轴承系统示意图表3尾轴前轴承不对中量变化对各个轴承支反力的影响不对中量/mm螺旋桨轴承支反力Fl/kN尾轴后轴承支反力F2R/kN尾轴前轴承~和表1~表3可知:①各轴承水平方向所引起的螺旋桨橡胶轴承的支反力变化很小,也即螺旋桨轴承支反力对水平方向的轻微不对中不敏感;②在对中良好和具有轻微的不对中量时,螺旋桨轴承的支反力最大;尾轴后轴承由于位于整个轴系的中部,受力最小;③如果存在同样的垂直方向不对中量,则中间轴承(尾轴后轴承)的不对中对螺旋桨轴承支反力的影响最为严重,尾轴前轴承的不对中影响次之,螺旋桨轴承自身的不对中影响最小;④比较各种情况可知,螺旋桨轴承如果有1个向下的轻微不对中,有可能改善各轴承的静态受力状况。

  假设螺旋桨橡胶轴承的受力呈三角形线性分布,受力情况如(a所示,橡胶材料为完全弹性,且橡胶体的刚度系数k为常数,则与轴颈相接触的各点沿y方向的变形也为线性分布,因此各点的受力为ky根据力的等效原理,合力其中:Fr为轴承的支反力;D为轴颈的直径;L为轴承的长度。

  在对中良好时,螺旋桨轴承支反力为222.47kN康1)根据的不对中对螺旋桨轴承支反力的影响最为严重,尾轴前轴承的不对中影响次之,螺旋桨轴承自身的不对中影响最小;螺旋桨轴承如果有1个向下的轻微不对中,有可能改善其本身的静态受力状态;对中良好时,螺旋桨轴承最大比压约为平均比压的2倍,作用位置位于螺旋桨轴承的端部(靠近螺旋桨一侧)当尾轴后轴承存在1个向下的不对中量,则螺旋桨轴承的比压将增大;而存在1个向上的不对中量,比压将减小,但尾轴后轴承的比压显著增大。