油膜振蕩報告

1、油膜振蕩油膜振蕩油膜振蕩故障的防止措施油膜振蕩故障的防止措施油膜振蕩的特征油膜振蕩的特征油膜振蕩故障的形成油膜振蕩故障的形成油膜振蕩產(chǎn)生的機理油膜振蕩產(chǎn)生的機理油膜振蕩現(xiàn)象油膜振蕩現(xiàn)象內(nèi)容內(nèi)容 結論結論2油膜振蕩現(xiàn)象油膜振蕩現(xiàn)象油膜振蕩：高速滑動軸承的固有故障！油膜振蕩：高速滑動軸承的固有故障！正在高速運轉(zhuǎn)的機械突然發(fā)出強烈的吼正在高速運轉(zhuǎn)的機械突然發(fā)出強烈的吼叫聲并強烈振動，且振幅不隨轉(zhuǎn)速的上叫聲并強烈振動，且振幅不隨轉(zhuǎn)速的上升而增加，而是維持不變。升而增加，而是維持不變。 自激振動產(chǎn)生的能量很大，足以引起轉(zhuǎn)自激振動產(chǎn)生的能量很大，足以引起轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)零部件的損壞，造成嚴重的子軸承系統(tǒng)零部件

2、的損壞，造成嚴重的后果。后果。反饋反饋機制機制恒定恒定能源能源振動振動系統(tǒng)系統(tǒng)響應響應激勵激勵交變交變能源能源振動振動系統(tǒng)系統(tǒng)響應響應激勵激勵強迫振動強迫振動自激振動自激振動油膜振蕩現(xiàn)象油膜振蕩現(xiàn)象喘振喘振油膜振蕩油膜振蕩軸頸轉(zhuǎn)動軸頸轉(zhuǎn)動高速油流高速油流轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸振動振動4 滑動軸承工作原理滑動軸承工作原理：油膜振蕩產(chǎn)生的機理油膜振蕩產(chǎn)生的機理微小的微小的間隙間隙靜止靜止狀態(tài)狀態(tài)半液態(tài)半液態(tài)摩擦摩擦收斂楔收斂楔形間隙形間隙轉(zhuǎn)速提轉(zhuǎn)速提高，產(chǎn)高，產(chǎn)生油壓生油壓形成形成油膜油膜油壓升高，油壓升高，積聚油層，積聚油層，產(chǎn)生油膜力產(chǎn)生油膜力支撐力支撐力5軸頸被擠軸頸被擠向一側向一側 滑動軸承固有的特性滑

3、動軸承固有的特性油膜振蕩產(chǎn)生的機理油膜振蕩產(chǎn)生的機理6 偏心距偏心距e：軸承中心與軸頸中心之間的距離：軸承中心與軸頸中心之間的距離OO 靜力學分析靜力學分析相對平衡狀態(tài)相對平衡狀態(tài)由于擾動處于不平衡狀態(tài)由于擾動處于不平衡狀態(tài)外界擾動外界擾動（環(huán)境振（環(huán)境振動等）動等） 7 切向分量切向分量F2是軸承發(fā)生渦動的根本原因，稱為渦動力。是軸承發(fā)生渦動的根本原因，稱為渦動力。靜力學分析靜力學分析若油膜的阻力足夠大，超過渦動力，則渦動被抑制，使受若油膜的阻力足夠大，超過渦動力，則渦動被抑制，使受擾動的軸頸仍回到原來的位置。這種渦動是收斂的，即軸擾動的軸頸仍回到原來的位置。這種渦動是收斂的，即軸頸在軸承內(nèi)

4、的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的。頸在軸承內(nèi)的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的。當渦動力超過油膜的阻尼，則使軸頸繞原平衡位置當渦動力超過油膜的阻尼，則使軸頸繞原平衡位置O O產(chǎn)產(chǎn)生渦動，這時渦動是發(fā)散的，軸頸運動是不穩(wěn)定的。隨著生渦動，這時渦動是發(fā)散的，軸頸運動是不穩(wěn)定的。隨著轉(zhuǎn)速的進一步提高，從而形成轉(zhuǎn)速的進一步提高，從而形成油膜振蕩油膜振蕩。8區(qū)別區(qū)別：油膜渦動（：油膜渦動（半速半速渦動）一般是在低轉(zhuǎn)速下發(fā)生的，渦動）一般是在低轉(zhuǎn)速下發(fā)生的，而油膜振蕩一般是在高轉(zhuǎn)速下發(fā)生。而油膜振蕩一般是在高轉(zhuǎn)速下發(fā)生。 聯(lián)系聯(lián)系：油膜渦動一旦發(fā)生，不會隨著轉(zhuǎn)速的升高而消失，：油膜渦動一旦發(fā)生，不會隨著轉(zhuǎn)速的升高而消失，會保持一定的振幅，渦動

5、頻率隨轉(zhuǎn)動頻率的升高而增加，會保持一定的振幅，渦動頻率隨轉(zhuǎn)動頻率的升高而增加，始終保持一半的轉(zhuǎn)速頻率始終保持一半的轉(zhuǎn)速頻率；在高轉(zhuǎn)速下，油膜渦動的頻率；在高轉(zhuǎn)速下，油膜渦動的頻率會跟軸的固有頻率發(fā)生會跟軸的固有頻率發(fā)生共振共振。 油膜渦動和油膜振蕩油膜渦動和油膜振蕩 C C為軸頸半徑和軸瓦半徑之間的間隙為軸頸半徑和軸瓦半徑之間的間隙 R R為軸頸半徑為軸頸半徑根據(jù)油流的連續(xù)條件分析油膜振蕩根據(jù)油流的連續(xù)條件分析油膜振蕩油流連續(xù)條件分析圖油流連續(xù)條件分析圖偏心率偏心率=e/c=e/c油在軸瓦表面的流動速度油在軸瓦表面的流動速度:0 0油在軸頸表面的流動速度油在軸頸表面的流動速度: 軸頸表面線速度

6、軸頸表面線速度RR假設兩者間隙中的油流速是線性變化的，取平假設兩者間隙中的油流速是線性變化的，取平均值均值R/2R/2根據(jù)油腔中油流連續(xù)條件：根據(jù)油腔中油流連續(xù)條件：在在t t時間內(nèi)流進間隙（時間內(nèi)流進間隙（C+eC+e）的油量應等于流出間隙（）的油量應等于流出間隙（C-eC-e）的油量加上由于軸頸中心圍繞的油量加上由于軸頸中心圍繞O O旋轉(zhuǎn)時所造成空穴的體積和旋轉(zhuǎn)時所造成空穴的體積和軸承的泄油量。軸承的泄油量。假設軸端泄油量為零假設軸端泄油量為零12 在在t t時間內(nèi)流進間隙（時間內(nèi)流進間隙（C+eC+e）的油量為：）的油量為：根據(jù)油流的連續(xù)條件分析油膜振蕩根據(jù)油流的連續(xù)條件分析油膜振蕩2R

7、tCe 在在t t時間內(nèi)時間內(nèi)流出間隙流出間隙（C-eC-e）的油量為的油量為：2RtCe 軸頸中心圍繞軸頸中心圍繞O O旋轉(zhuǎn)時所造成空穴的體積為上圖中月牙形部旋轉(zhuǎn)時所造成空穴的體積為上圖中月牙形部分的體積，等于通過分的體積，等于通過OOOO1 1線的直徑所掃過的體積：線的直徑所掃過的體積：2eRt 根據(jù)油腔中油流連續(xù)條件可得：根據(jù)油腔中油流連續(xù)條件可得：222RRtCeCeR et2“半速渦動半速渦動”現(xiàn)象現(xiàn)象流體渦動旋轉(zhuǎn)速度等于軸流體渦動旋轉(zhuǎn)速度等于軸的旋轉(zhuǎn)速度的一半的旋轉(zhuǎn)速度的一半實際上，考慮到油膜速度并不按線性規(guī)律分布，而且由于潤滑油在軸實際上，考慮到油膜速度并不按線性規(guī)律分布，而且由

8、于潤滑油在軸承端面有泄露，一般渦動頻率略小于軸頸轉(zhuǎn)速的一半，約為軸頸轉(zhuǎn)速承端面有泄露，一般渦動頻率略小于軸頸轉(zhuǎn)速的一半，約為軸頸轉(zhuǎn)速的的0.40-0.490.40-0.49。13 正常運行：平穩(wěn)轉(zhuǎn)動正常運行：平穩(wěn)轉(zhuǎn)動油膜振蕩故障的形成油膜振蕩故障的形成失穩(wěn)失穩(wěn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速振動頻率始終振動頻率始終保持約等于轉(zhuǎn)保持約等于轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的渦動頻率，速的渦動頻率，而不再隨轉(zhuǎn)速而不再隨轉(zhuǎn)速的升高而升高。的升高而升高。 半速渦動：隨著轉(zhuǎn)速的升高，半速渦動：隨著轉(zhuǎn)速的升高，渦動角速度也隨之增加，但一渦動角速度也隨之增加，但一直保持著約等于轉(zhuǎn)軸速度一半直保持著約等于轉(zhuǎn)軸速度一半的比例關系。的比例關系

9、。振動并振動并不劇烈不劇烈一階臨一階臨界轉(zhuǎn)速界轉(zhuǎn)速2 2倍倍的一階的一階臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速 油膜振蕩：當油膜振蕩：當n n等于或大于等于或大于22c1c1時，時，由于由于渦動速度渦動速度（n/2n/2）和轉(zhuǎn)）和轉(zhuǎn)軸的一階臨界轉(zhuǎn)速重合，轉(zhuǎn)子系軸的一階臨界轉(zhuǎn)速重合，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生共振，形成統(tǒng)發(fā)生共振，形成油膜振蕩油膜振蕩。強烈的強烈的振動振動14油膜振蕩故障的形成油膜振蕩故障的形成15 油膜振蕩發(fā)生和消失具有突然性，并具有油膜振蕩發(fā)生和消失具有突然性，并具有慣性效應慣性效應。油膜振蕩的特征油膜振蕩的特征 軸承載荷愈小，或偏心率愈小，愈易發(fā)生油膜振蕩。因為軸承載荷愈小，或偏心率愈小，愈易發(fā)生油膜振蕩。因

10、為偏心率愈小，軸心越接近軸承中心位置，由于不平衡質(zhì)量的偏心率愈小，軸心越接近軸承中心位置，由于不平衡質(zhì)量的存在，使軸心振幅很容易超過軸承中心而產(chǎn)生渦動。存在，使軸心振幅很容易超過軸承中心而產(chǎn)生渦動。17 油膜振蕩的渦動角速度與軸頸轉(zhuǎn)速無關，約等于油膜振蕩的渦動角速度與軸頸轉(zhuǎn)速無關，約等于c1c1。1、合理的選取軸承合理的選取軸承 軸承的選取主要是改變產(chǎn)生油膜壓力的油軸承的選取主要是改變產(chǎn)生油膜壓力的油楔數(shù)目。楔數(shù)目。 a a、圓形軸瓦：一個、圓形軸瓦：一個 b b、橢圓軸瓦：兩個、橢圓軸瓦：兩個 c c、多油楔軸承：大于兩個、多油楔軸承：大于兩個抑振措施抑振措施單油楔與多油楔軸承單油楔與多油楔軸承2、避開共振區(qū)域避開共振區(qū)域 通過改變結構增加轉(zhuǎn)子的固有頻率，使轉(zhuǎn)子通過改變結構增加轉(zhuǎn)子的固有頻率，使轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速低于的工作轉(zhuǎn)速低于2 2倍的臨界轉(zhuǎn)速。倍的臨界轉(zhuǎn)速。3、采用穩(wěn)定性很好的可傾軸瓦式軸承采用穩(wěn)定性很好的可傾軸瓦式軸承 當轉(zhuǎn)子受到外界激勵因素干擾，軸當轉(zhuǎn)子受到外界激勵因素干擾，軸頸暫時偏離原來位置時，各瓦塊可按