转子-气体轴承-弹性支承系统研究综述

转子动力学是固体力学的一个分支。

本文主要研究转子支承系统在旋转状态下的振动，平衡和稳定性，特别是在接近或超过临界转速的情况下转子的横向振动。

转子是涡轮机，电动机和其他旋转机械的主要旋转部件。

200多年来，工程和科学界一直关注转子振动。

w.j.m. 1869年英格兰的兰金（Rankin）和1889年法国的拉瓦尔（c.g.p.de Laval）对挠性轴的测试是研究此问题的先驱。

随着现代工业的发展，高速细长转子逐渐出现。

由于它们通常在柔性状态下工作，因此它们的振动和稳定性变得越来越重要。

转子动力学的主要研究内容如下：①临界速度由于制造误差，转子每个微小部分的质心与旋转轴略有偏离。

当转子旋转时，由上述偏差引起的离心力将使转子产生横向振动。

在某些速度（称为临界速度）下，这种振动似乎非常强烈。

为了确保机器不会在工作速度范围内产生共振，临界速度应适当偏离工作速度，例如大于10％。

临界速度与转子的弹性和质量分布有关。

对于具有有限集总质量的离散旋转系统，临界速度的数量等于集总质量的数量；对于具有连续质量分布的弹性旋转系统，临界速度是无限的。

传递矩阵法是计算大型转子支撑系统临界转速的最常用数值方法。

要点是：首先，将转子分成几个部分，每个部分左右两端的四个部分参数（挠度，挠度角，弯矩和剪切力）之间的关系可以通过传递来描述。

该部分的矩阵。

以此方式，可以获得系统的左端和右端的横截面参数之间的总传递矩阵。

然后，根据边界条件和自然振动中非零解的条件，通过试错法求出各阶的临界速度，得到相应的振动模式。

②通过临界速度的状态通常，转子以可变速度通过临界速度，因此通过临界速度的状态是不稳定的。

与以临界速度旋转时的静止状态不同，有两个方面：一是振幅的最大值小于静止状态的振幅，速度越大，振幅的最大值越小。

另一个是振幅的最大值不会在像静止状态那样的临界速度下出现。

在不稳定状态下，频率转换干扰力作用在转子上，这使分析变得困难。

为了解决这种问题，在数值计算或非线性振动理论中必须使用渐近法或级数展开法。

离心压缩机气体箔片轴承-转子系统设计与试验
史婷;李佐良;冯健美;郭怡
【期刊名称】《压缩机技术》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】氢燃料电池汽车离心空压机采用气体箔片轴承-转子系统,具有超高转速、清洁无油的运行等显著优势。

然而,当前气体箔片轴承-转子系统的全面研发设计理论严重匮乏亟待解决。

为此,提出了一种气体箔片轴承-转子系统的研发设计方案。

基于经验公式和性能试验台,开展了氢燃料电池汽车离心空压机中气体箔片轴承-转子系统的设计与试验研究。

结果表明:该设计方案可以有效保证空压机在全转速范围内的性能要求,其最大转速可达90000 r/min,最大压比和质量流量分别为3.53和0.156 kg/s。

【总页数】5页(P7-11)
【作者】史婷;李佐良;冯健美;郭怡
【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院;四川大川氢能科技有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TH45
【相关文献】
1.平箔式箔片径向气体轴承的试验研究
2.基于波纹箔片刚度试验的气体箔片轴承动力学特性
3.箔片动压气体轴承-转子系统的振动特性试验
4.转子三维偏心下气体箔
片轴承的静、动态承载特性分析5.搭接-叠片式箔片气体动压轴承转子动力学特性实验研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《多支承转子系统轴承载荷与振动耦合特性研究》篇一一、引言在工程实践中，多支承转子系统被广泛运用于众多工业领域，如电力、航空航天及各类精密机械设备等。

然而，这些系统常常面临着由于复杂的运行环境和高速旋转状态下的高负载问题所导致的性能稳定性和使用寿命的问题。

尤其是在载荷和振动之间存在着紧密的耦合关系，这对转子系统的正常稳定运行产生了重要的影响。

因此，对于多支承转子系统的轴承载荷与振动耦合特性的研究具有重要的学术价值和实践意义。

二、问题阐述多支承转子系统的运行涉及到许多因素，包括转速、支承位置、材料性质以及系统外负载等。

在众多因素中，轴承载荷与振动之间的耦合关系是影响系统性能和稳定性的关键因素。

当转子系统在高速运转时，由于离心力的作用，轴承会承受巨大的压力，同时，由于系统的不平衡或外部干扰，会产生振动。

这种振动和载荷的耦合关系不仅会影响系统的运行稳定性，还会对系统的使用寿命产生重要影响。

三、研究方法为了研究多支承转子系统轴承载荷与振动的耦合特性，我们采用了理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法。

首先，我们建立了系统的数学模型，通过理论分析揭示了载荷和振动之间的耦合关系。

然后，我们利用数值模拟软件对模型进行了模拟分析，进一步验证了理论分析的结果。

最后，我们通过实验验证了理论分析和数值模拟的准确性。

四、研究结果我们的研究结果表明，多支承转子系统的轴承载荷与振动之间存在着显著的耦合关系。

当系统受到外部干扰或不平衡时，会产生振动，这种振动会进一步影响轴承的载荷分布。

同时，轴承的载荷也会对系统的振动产生影响，过大的载荷可能导致系统产生过大的振动。

此外，我们还发现支承位置、转速以及材料性质等因素都会对系统的载荷和振动产生影响。

五、讨论我们的研究结果对于理解和改善多支承转子系统的性能具有重要的指导意义。

首先，我们需要优化支承位置和数量以减小系统的振动和载荷分布的不均匀性。

其次，我们需要选择合适的材料以提高系统的抗干扰能力和稳定性。

《多支承转子系统轴承载荷与振动耦合特性研究》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展，多支承转子系统在航空、能源、机械等领域的应用越来越广泛。

然而，由于转子系统的复杂性，其轴承载荷与振动耦合特性成为了研究的重要方向。

本文旨在研究多支承转子系统中轴承载荷与振动的耦合特性，为转子系统的设计与优化提供理论依据。

二、问题描述多支承转子系统通常由多个轴承支承，转子在运转过程中受到各种力的作用，包括轴承的支撑力、不平衡力、陀螺力等。

这些力的作用使得转子系统产生振动，而振动的产生又会影响轴承的载荷分布。

因此，研究多支承转子系统中轴承载荷与振动的耦合特性具有重要意义。

三、轴承载荷分析3.1 轴承支撑力轴承支撑力是转子系统中的重要力之一，它对转子的稳定运行起着关键作用。

在多支承转子系统中，各个轴承的支撑力分布不均匀，受到转子质量分布、转速、轴承刚度等因素的影响。

因此，需要对轴承支撑力进行详细分析，以了解其对转子系统振动的影响。

3.2 不平衡力不平衡力是转子系统中常见的力之一，它主要由转子质量分布不均引起。

不平衡力会使转子产生离心力，导致振动。

在多支承转子系统中，不平衡力的存在会使各个轴承的载荷分布发生变化，进一步影响系统的振动特性。

四、振动特性分析4.1 振动模型为了研究多支承转子系统的振动特性，需要建立合适的振动模型。

振动模型应考虑转子的质量分布、转速、轴承刚度等因素。

通过振动模型，可以了解转子系统的振动规律，为后续的耦合特性研究提供基础。

4.2 耦合特性分析轴承载荷与振动的耦合特性是本文研究的重点。

通过分析轴承载荷与振动的相互影响，可以了解转子系统的动态特性。

在多支承转子系统中，各个轴承的载荷分布与振动的相互影响是复杂的，需要进行深入的研究。

五、研究方法5.1 理论分析通过建立数学模型，对多支承转子系统中轴承载荷与振动的耦合特性进行理论分析。

通过理论分析，可以了解各个因素对耦合特性的影响规律。

5.2 数值模拟利用数值模拟方法，对多支承转子系统进行仿真分析。

变刚度支承下电磁轴承－转子系统振动特性研究魏子航１，宋春生１，２，李俊１，李民辉１（１．武汉理工大学　机电工程学院，武汉　４３００７０；２．湖北省磁悬浮工程技术研究中心，武汉　４３００７０）摘要：旋转机械在运转过程中会在同频或倍频的扰动下产生转子振动，而电磁轴承具有刚度、阻尼可调的优势，能为抑制转子振动提供一种研究思路。

以电磁轴承－转子系统为研究对象，验证了ＰＩＤ控制参数与等效刚度之间的关系，并分析控制参数对等效刚度的影响；将电磁轴承支承下刚性转子、柔性转子模型结合有限元分析软件进行对比分析，研究等效刚度对转子系统模态的影响；研究了电磁轴承支承下的振动传递特性，基于电磁轴承－柔性转子模型计算了力传递率，利用有限元软件通过谐响应分析计算了加速度响应，分析结果表明可以通过调节电磁轴承刚度，改变固有频率以减小振动。

关键词：滑动轴承；磁力轴承；转子系统；振动；刚度；动力学模型中图分类号：ＴＨ１３３．３１；ＴＰ２７３＋．２ 文献标志码：Ｂ ＤＯＩ：１０．１９５３３／ｊ．ｉｓｓｎ１０００－３７６２．２０２２．０３．００３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎＢｅａｒｉｎｇ－ＲｏｔｏｒＳｙｓｔｅｍＵｎｄｅｒＶａｒｉａｂｌｅＳｕｐｐｏｒｔｉｎｇＳｔｉｆｆｎｅｓｓＷＥＩＺｉｈａｎｇ１，ＳＯＮＧＣｈｕｎｓｈｅｎｇ１，２，ＬＩＪｕｎ１，ＬＩＭｉｎｈｕｉ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕＨａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭａｇｎｅｔｉｃＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ｒｏｔｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｗｉｌｌｏｃｃｕｒｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｏｆｓａｍｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｕｂｌｉｎｇ，ａｎｄＡＭＢｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆａｄｊｕｓｔａｂｌｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｄａｍｐｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｓｅａｒｃｈｉｄｅａｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｒｏｔｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎ．ＴａｋｉｎｇＡＭＢ－ｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍａｓａｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｉｇｉｄｒｏｔｏｒａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｒｏｔｏｒｍｏｄｅｌｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＡＭＢａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔ ｗａｒｅｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｎｍｏｄａｌｏｆｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆＡＭＢａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｆｏｒｃｅｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎＡＭＢ－ｆｌｅｘｉｂｌｅｒｏｔｏｒｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｒｅ ｓｐｏｎｓｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｔｈｒｏｕｇｈｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃａｎｂｅｃｈａｎｇｅｄｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆＡＭＢｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｉｄｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ；ｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂｅａｒｉｎｇ（ＡＭＢ）；ｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｄｙｎａｍｉｃａｌｍｏｄｅｌ 电磁轴承具有无接触，无摩擦，发热少，无需润滑系统，长寿命以及可在极端环境下工作等优点。

转子动力学研究的回顾与展望一、本文概述转子动力学，作为机械工程和航空航天工程领域的一个重要分支，主要研究旋转机械系统中转子的运动特性和稳定性问题。

随着科技的不断进步和工业的快速发展，转子动力学的研究不仅在理论层面取得了显著的突破，更在实际应用中发挥了不可替代的作用。

本文旨在全面回顾转子动力学的发展历程，总结其研究现状，并在此基础上展望未来的研究方向和潜在的应用前景。

文章将首先回顾转子动力学的起源和发展历程，介绍其从早期的线性理论到现代的非线性、多体动力学理论的演变过程。

接着，本文将综述转子动力学的主要研究内容和方法，包括转子系统的建模、稳定性分析、振动控制等方面，并重点分析当前研究的热点和难点。

在此基础上，文章将展望转子动力学未来的发展趋势，探讨新的理论方法和技术手段在转子动力学研究中的应用前景，以期为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和启示。

二、转子动力学研究的回顾转子动力学，作为机械工程和航空航天领域的重要分支，其研究历史可追溯至19世纪末期。

自那时起，科学家们就开始了对旋转机械中转子行为特性的探索，以优化其性能并减少故障。

在20世纪早期，转子动力学主要关注转子的平衡问题，即如何通过设计和加工消除不平衡引起的振动。

随着工业技术的进步，转子的尺寸和速度不断增加，其动力学行为变得更为复杂。

因此，研究者开始关注转子的临界转速、稳定性以及振动控制等问题。

到了20世纪中后期，随着计算机技术的飞速发展，转子动力学的研究方法发生了革命性的变化。

数值分析、有限元法等计算方法的引入，使得研究者能够更准确地模拟和分析转子的动态行为。

同时，实验技术的进步也为转子动力学研究提供了更多手段。

进入21世纪，转子动力学的研究领域进一步拓宽。

除了传统的旋转机械外，还涉及到了风力发电机、燃气轮机、航空发动机等新型旋转机械。

随着对非线性动力学、混沌理论等的研究深入，转子动力学的理论体系也在不断完善和丰富。

回顾转子动力学的发展历程，我们可以看到其从简单的平衡问题发展到复杂的动力学行为分析，从单一的实验手段发展到多元化的研究方法。

收稿日期:2006 10 10作者简介:刘占生(1962 ),男,哈尔滨工业大学能源学院教授(博导),主要从事转子动力学和旋转机械故障诊断研究,已发表论文40多篇。

转子系统联轴器不对中研究综述刘占生,赵 广,龙 鑫(哈尔滨工业大学能源学院,哈尔滨150001)摘要:介绍了联轴器的功能、型式以及联轴器不对中的定义、分类,结合国内外研究联轴器不对中的情况,详细总结了含有不对中联轴器的转子系统建模方法、不对中联轴器转子系统动力学特性分析方法以及联轴器不对中对转子系统稳定性的影响,并总结了含有联轴器不对中故障的转子系统振动特征,在此基础上,对联轴器不对中研究中面临的问题和研究趋势进行了讨论。

关键词:旋转机械;转子系统;联轴器不对中;振动分类号:TK263.6+5 文献标识码:A 文章编号:1001 5884(2007)05 0321 05Survey o f the Research on Coupling w ith M isalignm ent of Rotary M ach ineryL I U Zhan sheng ,Z HAO Guang ,LONG X in (H arb i n I nstitute o fTechno logy ,H arbin 150001,Ch i n a)Abstrac t :In order to g rasp the for m i ng and deve lop i ng process o f research on coupli ng m isa li gn m ent ,a br i ef i n troduction o f the present situati on i n resea rch on coup ling m isa lignm ent bo t h at hom e and abroad is presented .The responds charac teristi cs ,modeli ng m e t hods ,dyna m ics response ana lyzi ng m e t hod of the m isali gned coup ling and its effects on the stab ilit y o f ro tor bear i ng syste m a re su mm ar ized .A nd so m e prob le m s need t o be so lved and research forecast have a l so been d i scussed .K ey word s :rotary machinery ;rotor syste m;coup ling m is a lignmen t ;vi bration0 前 言旋转机械中转子故障是关系到国民经济生产安全性的重要问题,其中不对中故障占转子系统故障的60%以上。

积液转子系统研究综述目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 积液转子系统的重要性 (4)2. 积液转子系统的原理 (5)2.1 转子运动特性 (6)2.2 液体对转子的影响 (7)3. 积液转子系统设计与分析 (9)3.1 设计考虑因素 (10)3.2 分析方法概述 (12)3.2.1 静力学分析 (13)3.2.2 动力学分析 (14)3.2.3 流体动力学分析 (16)4. 积液转子系统的实验研究 (17)4.1 实验装置与参数设置 (18)4.2 实验结果与分析 (19)4.2.1 转速与液量的影响 (21)4.2.2 转子的振动特性 (22)4.2.3 流态化和涡旋现象 (23)5. 积液转子系统在各类应用中的研究 (25)5.1 混流式水轮机 (26)5.2 粒子加速器 (27)5.3 其他相关应用 (28)6. 积液转子系统面临的挑战与未来研究方向 (29)6.1 流动稳定性问题 (30)6.2 转子系统的程序化设计和优化 (31)6.3 环境与可靠性问题 (33)7. 结论与展望 (34)7.1 研究成果总结 (35)7.2 对未来研究的有益建议 (36)1. 内容概要本综述旨在深入探讨当前积液转子系统的研究进展与挑战，文章以系统的视角，将积液转子的理论基础与实际应用相结合，分为理论研究、实验验证和实际应用三个核心章节。

理论研究囊括了转子的动力学特性分析，液膜对转子稳定性影响的数学建模，以及积液力学特性对转子工作效率的潜在贡献。

通过解析各种数学模型，探讨在不同工况下不当积液导致的转子失稳及性能下降机制，以及通过数值模拟方法预测非线性特征。

实验验证部分将集中展示最新实验研究，旨在验证理论模型的准确性，获取关于液膜参数（如厚度、粘度）对转子性能影响的实验数据，并基于这些数据优化转子设计和积液控制系统。

实际应用章节将展示积液转子系统在航空、工业和能源领域的成功案例，讨论其节能减排潜力及升级改造的新方向。

基于弹性支承的磁悬浮轴承转子系统振动控制华燕;张发品;周瑾【摘要】为寻找抑制磁悬浮轴承转子系统振动的有效方法，基于有限元分析软件ANSYS 对转子系统附加外弹性支承前后的动态特性进行仿真对比分析，同时搭建磁悬浮轴承转子试验台进行试验验证。

仿真及试验均表明，通过引入合适的外弹性支承结构，可以有效抑制系统振幅。

%Simulation analysis of the dynamic characteristics of the magnetic bearing rotor with or without damper is carried based on ANSYS to find ways to control the vibration.Magnetic bear-ing rotor system experiment table is set up,and the experiment is conducted.The results show that the introduction of an additional out elastic support structure can effectively control the vibration.【期刊名称】《机械与电子》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】4页(P60-63)【关键词】振动控制;磁悬浮轴承;转子;ANSYS;弹性支承【作者】华燕;张发品;周瑾【作者单位】上海航空工业集团有限公司，上海200232;上海飞机制造有限公司，上海 200436;南京航空航天大学机电学院，江苏南京 210016【正文语种】中文【中图分类】V214.90 引言磁悬浮轴承与传统轴承相比，其轴承与转子之间无机械接触，从而可以得到更高的转速，同时具有更小功耗等传统轴承无可比拟的优点，在透平机、压缩机等领域正逐渐得到越来越广泛的应用［1－2］。