轴承计算和分析能力 – AxSTREAM®

介绍

如果没有精确的轴承建模，转子动力学分析既不完整也不可靠。 AxSTREAM Bearing™模块用于确定不同类型的液体动压径向和止推轴承的流体动力和力学特性，以及辅助部件特性，如密封件、挤压油膜阻尼器等。

AxSTREAM Bearing™模块使用户能够分析以下类型的液体动压轴承：

  • 径向液体动压轴承类型
    • 普通圆柱形
    • 固定瓦（包括椭圆型）
    • 可倾瓦
  • 止推液体动压轴承类型
    • 固定瓦
    • 可倾瓦
  • 空气箔片轴承
    • 阻尼箔片
    • 螺旋槽

此外，还可以在AxSTREAM Bearing™中计算以下内容：

  • 滚动轴承（利用径向刚度作为参数）
      • 深沟
      • 调心
      • 调心滚子
      • 圆柱滚子
      • 圆锥滚子
    • 液体静压轴承
  • 辅助部件模拟
    • 挤压油膜阻尼器（刚度和阻尼等效特性）
    • 液体环形密封（刚度，阻尼，质量等效特性）
    • 气动交叉耦合

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图1. AxSTREAM® Bearing 软件中的径向轴承模型

嵌入式的流体库允许用户在不同项目中使用新的或现有的，考虑到温度依赖性和壳体和轴颈的热传递的不可压缩和可压缩流体。

分析和后处理

多种使用有限差分法（FDM）的分析可以在此模块中执行：

  • 稳态 – 在静态载荷下对轴承进行测量，以确定恒定转速下的平衡位置。 在稳态分析下计算以下特征：
    • 压力分布
    • 摩擦系数
    • 摩擦力损失
    • 流量
    • 油温增量
    • 最小油膜厚度
    • 温度分布
    • 偏心和角度
    • 分膜含量
    • Sommerfeld数
    • 临界质量
    • 力学特性：刚度和阻尼系数


图2. AxSTREAM® Bearing 软件中的稳态分析结果

  • 涡动稳定性 – 模拟由于扰动导致的轴运动轨迹。 这里使用初始参数、轴承负载、不平衡值和转速。 此外，可以相对于轴承的内表面估计轴心轨迹以作为分析的结果。

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图3. AxSTREAM® Bearing 中的轴心轨迹图

  • 轴承图分析 – 一系列针对不同转速的稳态分析。 结果与稳态分析相同，但是针对设定范围内的每个速度都进行了计算。 计算的刚度和阻尼特征图用于转子动力学分析。

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图4. AxSTREAM® Bearing 软件中的轴承图分析结果

这些属性都可以导出为方便打印的报告或导到 AxSTREAM® RotorDynamics 软件中，以便在转子动力学分析过程中自动使用适当的值。此外，在不同的计算中也可以考虑轴承兜和错位。

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图5. AxSTREAM® Bearing 软件中的轴承压力分布结果图

此外，润滑剂流量、热平衡和温度分布都可被计算得到。