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什么是油膜振荡?

油膜振荡发生在油润滑滑动轴承的旋转设备中,在转子正常工作时,轴径中心和轴承中心并不重合,而是存在一个偏心距e,当载荷不变、油膜稳定时,偏心距e保持不变,机组运行稳定,轴颈上的载荷W与油膜压力保持平衡,若外界给轴颈一扰动力,使轴心O1位置产生一位移△e而达到新位置,这时油膜压力由p变为p′,因而不再与此时的载荷W′(W′-W)平衡,两者的合力为F,其分力F1将推动轴颈回到起初的平衡位置O1,而在分力F2的作用下,轴颈除了以角速度ω作自转外,还将绕O1涡动(涡动方向与转动方向相同),其涡动速度约为角速度的一半,称为油膜涡动(半速涡动)。

油膜涡动产生后就不消失,随着工作转速的升高,其涡动频率也不断增强,振幅也不断增大,如果转子的转速继续升高到临界转速的2倍时,其涡动频率与一阶临界转速相同,产生共振,振幅突然骤增,振动非常剧烈,轴心轨迹突然变成扩散的不规则曲线,半频谐波振幅值就增加到接近或超过基频振幅,若继续提高转速,则转子的涡动频率保持不变,始终等于转子的一阶临界转速,这种现象称为油膜振荡。

发生油膜振荡现象:

a.发生强烈振动时,振幅突然增加,声音异常。

b.振动频率为组合频率,次谐波非常丰富,并且与转子的一阶临界转速相等的频率的振幅接近或超过基频振幅;

c.工作转速高于临界转速的2倍时才发生强烈振动,振荡频率等于转子的临界转速,并且不随工作转速的变化而变化,只有工作转速低于2倍临界转速后,剧烈振动才消失;

d.轴心轨迹为发散的不规则形状,进动方向为正进动;

e.轴承润滑油粘度变化对振动有明显的影响,降低润滑油粘度可以有效地抑制振动。

油膜振荡形成原因:

油膜振荡是由半速涡动发展而成,即当转子转速升至两倍于临界转速时,涡动频率与转子固有频率重合,使转子----轴承系统发生共振性振荡而引起,如果能提高转子的临界转速,使其大于0.5倍工作转速,即可避免发生油膜振荡,但这显然无法实现。只有通过加大轴承的载荷,使轴颈处于较大的偏心率下工作,提高轴瓦稳定性的办法解决。

避免发生油膜振荡的措施:

1.在振荡发生时,提高油温,降低润滑油的粘度。

2.使轴颈处于较大的偏心率下工作,利用上瓦油压,使下瓦的载荷加大,从而提高轴瓦的稳定性。

3.调整轴承的相对高度。

(来源:汽机学习笔记)

2023-03-04

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