油膜振荡报告

1、油膜振荡油膜振荡油膜振荡故障的防止措施油膜振荡故障的防止措施油膜振荡的特征油膜振荡的特征油膜振荡故障的形成油膜振荡故障的形成油膜振荡产生的机理油膜振荡产生的机理油膜振荡现象油膜振荡现象内容内容 结论结论2油膜振荡现象油膜振荡现象油膜振荡：高速滑动轴承的固有故障！油膜振荡：高速滑动轴承的固有故障！正在高速运转的机械突然发出强烈的吼正在高速运转的机械突然发出强烈的吼叫声并强烈振动，且振幅不随转速的上叫声并强烈振动，且振幅不随转速的上升而增加，而是维持不变。升而增加，而是维持不变。 自激振动产生的能量很大，足以引起转自激振动产生的能量很大，足以引起转子轴承系统零部件的损坏，造成严重的子轴承系统零部件

2、的损坏，造成严重的后果。后果。反馈反馈机制机制恒定恒定能源能源振动振动系统系统响应响应激励激励交变交变能源能源振动振动系统系统响应响应激励激励强迫振动强迫振动自激振动自激振动油膜振荡现象油膜振荡现象喘振喘振油膜振荡油膜振荡轴颈转动轴颈转动高速油流高速油流转轴转轴振动振动4 滑动轴承工作原理滑动轴承工作原理：油膜振荡产生的机理油膜振荡产生的机理微小的微小的间隙间隙静止静止状态状态半液态半液态摩擦摩擦收敛楔收敛楔形间隙形间隙转速提转速提高，产高，产生油压生油压形成形成油膜油膜油压升高，油压升高，积聚油层，积聚油层，产生油膜力产生油膜力支撑力支撑力形成油膜润滑形成油膜润滑5轴颈被挤轴颈被挤向一侧向一

3、侧 滑动轴承固有的特性滑动轴承固有的特性油膜振荡产生的机理油膜振荡产生的机理6 偏心距偏心距e：轴承中心与轴颈中心之间的距离：轴承中心与轴颈中心之间的距离OO 静力学分析静力学分析相对平衡状态相对平衡状态由于扰动处于不平衡状态由于扰动处于不平衡状态外界扰动外界扰动（环境振（环境振动等）动等） 7 切向分量切向分量F2是轴承发生涡动的根本原因，称为涡动力。是轴承发生涡动的根本原因，称为涡动力。静力学分析静力学分析若油膜的阻力足够大，超过涡动力，则涡动被抑制，使受若油膜的阻力足够大，超过涡动力，则涡动被抑制，使受扰动的轴颈仍回到原来的位置。这种涡动是收敛的，即轴扰动的轴颈仍回到原来的位置。这种涡动

4、是收敛的，即轴颈在轴承内的转动是稳定的。颈在轴承内的转动是稳定的。当涡动力超过油膜的阻尼，则使轴颈绕原平衡位置当涡动力超过油膜的阻尼，则使轴颈绕原平衡位置O O产产生涡动，这时涡动是发散的，轴颈运动是不稳定的。随着生涡动，这时涡动是发散的，轴颈运动是不稳定的。随着转速的进一步提高，从而形成转速的进一步提高，从而形成油膜振荡油膜振荡。8区别区别：油膜涡动（：油膜涡动（半速半速涡动）一般是在低转速下发生的，涡动）一般是在低转速下发生的，而油膜振荡一般是在高转速下发生。而油膜振荡一般是在高转速下发生。 联系联系：油膜涡动一旦发生，不会随着转速的升高而消失，：油膜涡动一旦发生，不会随着转速的升高而消失

5、，会保持一定的振幅，涡动频率随转动频率的升高而增加，会保持一定的振幅，涡动频率随转动频率的升高而增加，始终保持一半的转速频率始终保持一半的转速频率；在高转速下，油膜涡动的频率；在高转速下，油膜涡动的频率会跟轴的固有频率发生会跟轴的固有频率发生共振共振。 油膜涡动和油膜振荡油膜涡动和油膜振荡 C C为轴颈半径和轴瓦半径之间的间隙为轴颈半径和轴瓦半径之间的间隙 R R为轴颈半径为轴颈半径根据油流的连续条件分析油膜振荡根据油流的连续条件分析油膜振荡油流连续条件分析图油流连续条件分析图偏心率偏心率=e/c=e/c油在轴瓦表面的流动速度油在轴瓦表面的流动速度:0 0油在轴颈表面的流动速度油在轴颈表面的流

6、动速度: 轴颈表面线速度轴颈表面线速度RR假设两者间隙中的油流速是线性变化的，取平假设两者间隙中的油流速是线性变化的，取平均值均值R/2R/2根据油腔中油流连续条件：根据油腔中油流连续条件：在在t t时间内流进间隙（时间内流进间隙（C+eC+e）的油量应等于流出间隙（）的油量应等于流出间隙（C-eC-e）的油量加上由于轴颈中心围绕的油量加上由于轴颈中心围绕O O旋转时所造成空穴的体积和旋转时所造成空穴的体积和轴承的泄油量。轴承的泄油量。假设轴端泄油量为零假设轴端泄油量为零12 在在t t时间内流进间隙（时间内流进间隙（C+eC+e）的油量为：）的油量为：根据油流的连续条件分析油膜振荡根据油流的

7、连续条件分析油膜振荡2RtCe 在在t t时间内时间内流出间隙流出间隙（C-eC-e）的油量为的油量为：2RtCe 轴颈中心围绕轴颈中心围绕O O旋转时所造成空穴的体积为上图中月牙形部旋转时所造成空穴的体积为上图中月牙形部分的体积，等于通过分的体积，等于通过OOOO1 1线的直径所扫过的体积：线的直径所扫过的体积：2eRt 根据油腔中油流连续条件可得：根据油腔中油流连续条件可得：222RRtCeCeR et2“半速涡动半速涡动”现象现象流体涡动旋转速度等于轴流体涡动旋转速度等于轴的旋转速度的一半的旋转速度的一半实际上，考虑到油膜速度并不按线性规律分布，而且由于润滑油在轴实际上，考虑到油膜速度并

8、不按线性规律分布，而且由于润滑油在轴承端面有泄露，一般涡动频率略小于轴颈转速的一半，约为轴颈转速承端面有泄露，一般涡动频率略小于轴颈转速的一半，约为轴颈转速的的0.40-0.490.40-0.49。13 正常运行：平稳转动正常运行：平稳转动油膜振荡故障的形成油膜振荡故障的形成失稳失稳转速转速振动频率始终振动频率始终保持约等于转保持约等于转子一阶临界转子一阶临界转速的涡动频率，速的涡动频率，而不再随转速而不再随转速的升高而升高。的升高而升高。 半速涡动：随着转速的升高，半速涡动：随着转速的升高，涡动角速度也随之增加，但一涡动角速度也随之增加，但一直保持着约等于转轴速度一半直保持着约等于转轴速度一

9、半的比例关系。的比例关系。振动并振动并不剧烈不剧烈一阶临一阶临界转速界转速2 2倍倍的一阶的一阶临界转速临界转速 油膜振荡：当油膜振荡：当n n等于或大于等于或大于2 2c1c1时，时，由于由于涡动速度涡动速度（n/2n/2）和转）和转轴的一阶临界转速重合，转子系轴的一阶临界转速重合，转子系统发生共振，形成统发生共振，形成油膜振荡油膜振荡。强烈的强烈的振动振动14油膜振荡故障的形成油膜振荡故障的形成15 油膜振荡发生和消失具有突然性，并具有油膜振荡发生和消失具有突然性，并具有惯性效应惯性效应。油膜振荡的特征油膜振荡的特征 轴承载荷愈小，或偏心率愈小，愈易发生油膜振荡。因为轴承载荷愈小，或偏心率

10、愈小，愈易发生油膜振荡。因为偏心率愈小，轴心越接近轴承中心位置，由于不平衡质量的偏心率愈小，轴心越接近轴承中心位置，由于不平衡质量的存在，使轴心振幅很容易超过轴承中心而产生涡动。存在，使轴心振幅很容易超过轴承中心而产生涡动。17 油膜振荡的涡动角速度与轴颈转速无关，约等于油膜振荡的涡动角速度与轴颈转速无关，约等于c1c1。1、合理的选取轴承合理的选取轴承 轴承的选取主要是改变产生油膜压力的油轴承的选取主要是改变产生油膜压力的油楔数目。楔数目。 a a、圆形轴瓦：一个、圆形轴瓦：一个 b b、椭圆轴瓦：两个、椭圆轴瓦：两个 c c、多油楔轴承：大于两个、多油楔轴承：大于两个抑振措施抑振措施单油楔与多油楔轴承单油楔与多油楔轴承2、避开共振区域避开共振区域 通过改变结构增加转子的固有频率，使转子通过改变结构增加转子的固有频率，使转子的工作转速低于的工作转速低于2 2倍的临界转速。倍的临界转速。3、采用稳定性很好的可倾轴瓦式轴承采用稳定性很好的可倾轴瓦式轴承 当转子受到外界激励因素干扰，轴当转子受到外界激励因素干扰，轴颈暂时偏离原来位置时，各瓦块可