GMA深浅腔轴承的稳定性实验研究

作     者：郭昕阳 

作者单位：郑州轻工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴超

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：GMA 深浅腔轴承 油膜特性 MATLAB 振动控制 

摘      要：深浅腔轴承作为旋转机械的重要部件,具备高承载、高精度、长寿命等优点,广泛应用于精密机床等设备中。随着转子系统的高速发展,对于旋转机械运转精度的要求逐渐增高,要求在旋转过程中降低转子振动,因此学者们尝试在转子系统中增加拥有减振功能的轴承,其中可实现减振功能的有磁悬浮技术、压电驱动器、GMA等。发现利用GMA对深浅腔轴承进行主动控制,能够减小转子振动。本文将围绕GMA深浅腔轴承进行实验研究。 建立了深浅腔轴承的数学模型,基于有限差分法对深浅腔轴承油膜进行网格划分和方程离散,通过MATLAB软件编写程序对方程组进行计算,分别采用超松弛迭代法、亚松弛迭代法求解雷诺方程和能量方程,快速计算深浅腔轴承油膜特性。计算结果表明:转速、偏心率对深浅腔轴承油膜的温度场、压力场及静特性参数有着较大影响。 设计并搭建GMA深浅腔轴承实验台机械结构,利用蜗轮蜗杆机构实现转子竖直位置的调整,利用两个GMA实现深浅腔轴承水平面内位置的调整,十字滑台机构保证水平面内两个方向的运动不发生干涉。基于Lab VIEW软件进行测控系统的设计,利用MATLAB软件完成原始数据处理与可视化图形输出。 根据实验方案,进行了不同转速、不同供油压力和GMA不同控制电压下的深浅腔轴承静态性能实验、调心实验和振动控制实验,对比分析了不同工况下深浅腔轴承的压力、温度、轴心轨迹以及转子振动的变化规律。结果表明:对于工频振动选择合适的GMA控制电压可以减小转子系统的振动,提高稳定性。