В чем причины колебаний масляной пленки и вихревых движений в масляной пленке в скользящих подшипниках, и как это устранить? ？

Колебания масляной пленки обычно обусловлены слишком высокой или слишком низкой температурой масла, изменением нагрузки, вязкостью смазочного масла, циклической скоростью вращения валов и т. д

Вихревые колебания масляной пленки — это явление субсинхронных колебаний, при котором центр ротора вращается вокруг центра подшипника. Основной причиной вихревых движений в масляном слое и колебаний масляного слоя являются субсинхронные колебания. Такие колебания часто возникают внезапно при определенной скорости вращения (большей, чем критическая скорость). Решение заключается в том, чтобы обеспечить такую скорость вращения компрессора, которая была бы ниже критической скорости. Это лишь мое личное мнение, предложенное для справки! Последнее изменение в этом посте было сделано zhangya*ong 8.12.2008 в 23:49]

Как правило, после достижения этой скорости оно исчезает. Кроме того, как уже говорилось выше, на это влияют слишком высокая или слишком низкая температура масла, изменения нагрузки, вязкость смазочного масла, циклическая скорость вращения валов и т. д

Существует множество факторов, влияющих на масляную пленку, таких как: 1 скорость вращения, 2 нагрузка на подшипники, 3 вязкость масла, 4 зазор между шейкой вала и самим валом, 5 размеры шейки вала и вала, 6 температура масла, 7 давление масла, 8 диаметр входных отверстий для масла в подшипниках.

Существует множество факторов, влияющих на масляную пленку, таких как: 1 скорость вращения, 2 нагрузка на подшипники, 3 вязкость масла, 4 зазор между шейкой вала и самим валом, 5 размеры шейки вала и вала, 6 температура масла, 7 давление масла, 8 диаметр входных отверстий для масла в подшипниках.

Проще говоря, вихревые колебания масляной пленки возникают из-за её нестабильности; частота этих колебаний обычно составляет 0,4–0,6 кратности частоты основных колебаний. Однако при непосредственном наблюдении на месте также можно зафиксировать частоты в диапазоне 0,3–0,7 кратности или даже выше； Как уже говорилось выше, существует множество факторов, влияющих на пленку масла: 1) скорость вращения; 2) нагрузка на подшипники; 3) вязкость масла; 4) зазор между шейкой вала и самим валом; 5) размеры шейки вала и вала; 6) температура масла; 7) давление масла; 8) диаметр отверстий для подачи масла в подшипники. Также важен и ширину подшипниковых поверхностей. Помимо влияния качества смазки, существует также влияние нагрузки на подшипники. При небольшой нагрузке на подшипники легко возникают вихревые движения в масляной пленке; чрезмерные вибрации также способствуют возникновению таких вихревых движений ； Колебания масляной пленки возникают из-за резонанса, когда частота вихревых движений в масляной пленке совпадает с критической скоростью вращения ротора. Поэтому скорость вращения такого ротора обязательно превышает его первую критическую скорость. Характерной особенностью является то, что при запуске двигателя по мере увеличения скорости вращения начинается низкочастотное вихревое движение; при достижении определенной скорости частота вихревых движений становится постоянной и больше не увеличивается со скоростью вращения. Таким образом, частота колебаний совпадает с критической скоростью вращения. Если скорость вращения снизить ниже этой частоты, колебания не исчезают сразу; для их прекращения необходимо довести скорость вращения до еще более низкого уровня. При колебаниях масляной пленки ротор полностью теряет устойчивость, что в любой момент может привести к серьезным последствиям, поэтому необходимо избегать этого заранее ； На самом деле все вибрации возникают из-за вращения оси вокруг своего центра вращения. Этот центр вращения не обязательно совпадает с центром подшипников, ведь всем известно, что при работе ось может находиться в эксцентричном положении ； Конечно, способом устранения вихревых колебаний масляной пленки не является работа ротора со скоростью ниже критической. Рабочая скорость уже определена при проектировании, и её невозможно изменить так, чтобы ротор стал жестким ； С помощью диаграммы положения оси можно определить, слишком ли высоко находится ося, а также можно судить о том, низкая ли нагрузка на подшипник оси ； Для устранения вихревых движений в масляной пленке необходимо сначала проверить качество масла и убедиться в его соответствии требованиям; также важно поддерживать температуру масла в пределах допустимых значений. Кроме того, можно увеличить нагрузку на подшипники оси – например, повысить их расположение или увеличить соотношение диаметра оси к диаметру подшипников.

Вихревые движения в масляной пленке: Явление, при котором клиновидная структура масляной пленки движется вокруг центра подшипника под действием средней скорости потока масла, называется вихревыми движениями в масляной пленке. Поскольку средняя скорость потока масла составляет половину круговой скорости вала, это явление также называется вихревыми движениями с половинной скоростью. 　　Механизм: При работе смазанных маслом скользящих подшипников валоукладка опирается на тонкую масляную пленку. Скорость масляного слоя на поверхности подшипников равна нулю (подшипники неподвижны), в то время как скорость масляного слоя на поверхности валового шейки совпадает со скоростью вращения самой валовой шейки (валовая шейка вращается с высокой скоростью). Следовательно, в любом сечении по окружности средняя скорость масляной пленки равна половине скорости вращения шейки вала. 　　При высоких скоростях вращения шейки вала толщина масляного слоя изменяется под действием клиновидных сил, однако средняя скорость потока масла остается относительно постоянной. Из-за некомпрессибельности масла излишек масла будет вытекать с обоих концов подшипника, либо клиновидная структура масляного слоя будет двигаться вокруг центра подшипниковых поверхностей со средней скоростью потока масла. 　　Как диагностировать вибрации, вызванные вихревыми движениями масляной пленки? 　　Диагностика вихревых колебаний масляной пленки может осуществляться на основе следующих характеристик вибраций: (1) Частота вихревых колебаний масляной пленки немного меньше половины частоты вращения ротора; при увеличении частоты вращения эта частота также увеличивается. Обычно сопровождается наличием гармонической частоты в 1 раз ； 　　(2) Вибрация довольно стабильна; амплитуда вторичных гармоник увеличивается по мере повышения скорости вращения ； 　　(3) Фаза довольно стабильна ； 　　(4) Траектория оси представляет собой двухкольцевую эллипсу; направление прецессии — положительное ； 　　(5) Чувствителен к изменениям температуры, вязкости и давления смазки подшипников. 　　Как устранить? 　　В настоящее время на производстве вихревые движения масляной пленки можно устранить следующими способами: (1) с точки зрения конструкции — обеспечить такое положение шейки вала относительно подшипников, при котором возникает значительная эксцентричность ； 　　(2) Использовать подшипники с хорошими свойствами подавления вибраций, такие как подшипники с наклонными пластинами ； 　　(3) При возникновении проблем на месте события снижение температуры смазки также является эффективной чрезвычайной мерой. Колебания масляной пленки происходят в роторных устройствах с скользящими подшипниками, смазанными маслом. При нормальной работе ротора центры шейки вала и подшипника не совпадают; между ними существует эксцентриситет e. Когда нагрузка остается неизменной, а масляная пленка стабильна, эксцентриситет e также остается неизменным, что обеспечивает стабильную работу устройства. Нагрузка на шейку вала W находится в равновесии с давлением в масляной пленке. Если на шейку вала приложить внешнюю силу, которая приведет к смещению центра O1 на расстояние △e, то давление в масляной пленке изменится с p на p’. В этом случае давление уже не будет находиться в равновесии с новой нагрузкой W′ (W′–W). Сумма этих сил равна F. Одна из составляющих сил, F1, будет толкать шейку вала обратно в первоначальное положение O1. Под действием другой составляющей силы, F2, шейка вала будет вращаться с угловой скоростью ω, а также будет вращаться вокруг точки O1 (направление вращения совпадает с направлением основного вращения). Скорость вращения вокруг точки O1 составляет примерно половину угловой скорости основного вращения. Это явление называется вихревым движением масляной пленки (вихревое движение с половинной скоростью). После возникновения вихрей в масляной пленке они не исчезают; с увеличением частоты вращения двигателя частота этих вихрей также растет, а амплитуда — тоже увеличивается. Если скорость вращения ротора продолжит увеличиваться до уровня, вдвое превышающего первую критическую скорость, то частота вихревых колебаний будет совпадать с частотой первой критической скорости. Это приведет к резонансу: амплитуда колебаний резко возрастет, колебания станут очень интенсивными. Траектория движения оси ротора примет хаотичную форму. Амплитуда получастотных гармоник увеличится до уровня, близкого к или превышающего амплитуду основной частоты. Если же скорость вращения будет продолжать расти, частота вихревых колебаний останется неизменной и будет равна первой критической скорости ротора. Это явление называется колебаниями масляного слоя. 　　При возникновении колебаний нефтяной пленки её основными характеристиками являются: а) при сильных колебаниях амплитуда резко увеличивается, а звук становится аномальным. 　　б. Частота вибрации является комбинированной; существует множество гармоник. Амплитуда колебаний на частоте, равной первой критической частоте вращения ротора, близка к амплитуде основной частоты или превышает её ； 　　в) Сильные вибрации возникают только тогда, когда частота вращения превышает в 2 раза первую критическую частоту. Частота колебаний соответствует первой критической частоте ротора и не меняется при изменении частоты вращения. Сильные вибрации прекращаются лишь тогда, когда частота вращения становится меньше 2 раз первой критической частоты ； 　　d. Траектория оси имеет нерегулярную форму с расходящимися линиями; направление прецессии — положительное ； 　　е. Изменение температуры смазки подшипников оказывает значительное влияние на вибрации; снижение температуры смазки позволяет эффективно сдерживать вибрации.

5.1 Сокращение верхнего зазора в подшипниках Осьмое сокращение верхнего зазора в подшипниках способствует значительному повышению их стабильности, независимо от того, являются ли это цилиндрические, эллиптические или трехмасляные подшипники. Этот метод более эффективен, чем увеличение давления в подшипниках или сокращение соотношения длины к диаметру. Для уменьшения зазора между подшипниковыми пластинами на месте их установки обычно применяется метод шлифовки средней поверхности пластин. Благодаря этому цилиндрические пластины превращаются в эллиптические, а степень эллиптичности этих пластин увеличивается. Пластины с тремя масляными клиньями превращаются в пластины с комбинированным типом конструкции – с тремя масляными клиньями и элементами эллиптической формы. Это способствует увеличению силы масляного слоя, что в свою очередь снижает высоту поднятия валового шейки, тем самым повышая стабильность подшипниковых пластин. Зазор между эллиптическими или трехфасетными подшипниковыми пластинами может быть сокращен до уровня 1‰–1,3‰ от диаметра валовой шейки; при большем диаметре валовой шейки применяется верхний предел ； Диаметр шейки вала мал, берется минимальное значение. В настоящее время на практике встречаются редко настоящие цилиндрические подшипники (при этом расстояние между верхней и нижней поверхностями равно вдвое большему, чем расстояние между боковыми поверхностями). Так называемые цилиндрические подшипники на самом деле являются эллиптическими; при этом расстояние между верхней и нижней поверхностями примерно равно расстоянию между боковыми поверхностями. Когда такой подшипник начинает колебаться из-за самовозбуждения, можно уменьшить расстояние между верхней и нижней поверхностями до уровня 1,2‰–1,5‰ от диаметра вала. Это связано с тем, что у таких подшипников боковое расстояние мало, поэтому верхнее расстояние не должно быть слишком маленьким; в противном случае это может привести к повышению температуры подшипника. 5.2 Замена на подшипники с лучшей стабильностью. Как правило, у эллиптических подшипников есть две зоны нагрузки; поэтому их также называют двухлопастными подшипниками. Их стабильность выше, чем у цилиндрических подшипников, однако их несущая способность меньше, чем у цилиндрических подшипников. Существует ещё один тип подшипников — с тремя носителями нагрузки; у верхней части таких подшипников имеются два масляных клина, которые создают два силовых поля масла, направленных вниз. Благодаря этому стабильность таких подшипников выше, чем у эллиптических подшипников. Однако их несущая способность значительно ниже. Их обычно используют в качестве подшипников для валов, работающих при высоких скоростях и небольших нагрузках. Параллельно подшипникам с масляными лопастями существуют подшипники с масляными клиньями. У настоящих цилиндрических подшипников имеется только один масляный клинь на нижней части; если же на верхней части добавить ещё два масляных клинья, получается подшипник с тремя масляными клиньями, который использовался в китайских энергетических установках мощностью 200 МВт. Структура такого подшипника показана на рисунке. b – глубина масляного клинья; a1 и a2 – расстояния от краев, ограничивающих поток масла, до верхней части между масляным клиньем и шейкой вала. Значение a1 обычно составляет 1,2‰–1,7‰ от диаметра шейки вала. Динамическая стабильность таких подшипниковых шайб значительно ниже, чем у эллиптических шайб, и также ниже, чем у цилиндрических шайб. В период с 80-х до начала 90-х годов часто возникали колебания масляной пленки в отечественных турбинах мощностью 200 МВт с использованием подшипников типа 6 и 7. Это явление приводило к появлению так называемого «эффекта тепла от колебаний масляной пленки». На самом деле причиной этого была плохая стабильность трехмасляных подшипников. После замены их на эллиптические подшипники колебания масляной пленки больше не возникали. У установок мощностью 300 и 600 МВт, введенных в эксплуатацию позже, скорость вращения валов превышала 65 м/с, однако при использовании эллиптических или цилиндрических подшипников не наблюдалось колебаний пленки. Помимо вышеупомянутых цилиндрических, эллиптических и трехмасляных клиновых пластин, существуют также наклонные пластины, которые в настоящее время широко используются в крупных энергетических установках в нашей стране. Принцип работы такой конструкции подшипниковых втулок показан на рисунке. Шейковые подушки состоят из нескольких отдельных элементов, которые могут вращаться вокруг опоры небольшими углами, чтобы занять оптимальное положение для работы. Благодаря этому каждый элемент может создавать силу, направленную к центру оси, что предотвращает возникновение сил, приводящих к дестабилизации. Кроме того, каждый элемент проходит через точку опоры и центр оси, так что все силы, действующие на ось, сосредотачиваются в одной точке. Это, в свою очередь, предотвращает возникновение тангенциальных сил, способных вызвать вихревые движения в оси. Теоретически, если игнорировать инерцию плиты и силу трения в точке её крепления, то у плиты, способной к наклону, не возникнет самовозбужденных колебаний. Однако его несущая способность невысока, поэтому его можно использовать только в роторах высокого и среднего давления турбин с небольшой нагрузкой, а также в роторах генераторов. 5.3 Увеличение ширины верхней шайбы. Для цилиндрических, эллиптических и трехмасляных шайб целью сокращения зазора сверху является увеличение силы масляного слоя на верхней шайбе. Однако в некоторых эксплуатируемых установках в центральной части верхней шайбы имеются широкие кольцевые масляные канавки, в результате чего верхняя шайба разделяется на две полосы. Практика показывает, что сокращение зазора в таких подшипниках валов не приносит значительных результатов. Для достижения лучших результатов, при сокращении верхнего зазора, верхнюю часть подшипника следует расширить или полностью заполнить; это позволяет значительно увеличить силу масляного слоя на верхней части подшипника и повысить эксцентриситет его валовой части.

Причин возникновения явления вихревых колебаний в масляной пленке может быть много, но, на мой взгляд, основными являются следующие: 1. Нарушения в системе смазки, такие как чрезмерно высокая температура масла или слишком низкое давление масла, что приводит к возникновению получастотных вихревых колебаний. 2. Чрезмерная зазорность между подшипниками и валом. Меры по устранению проблемы: 1. Строго контролировать температуру масла на уровне 35–40 градусов. 2. Регулировать зазорность между подшипниками и валом

Не знаю, можно ли это прикрепить: это спектры вихревых и колебательных процессов в масляной пленке, а также графики траекторий вращения оси.

:Я многому научился в процессе обмена рукопожатиями

Какое же это зрелище! ! ! Спасибо, спасибо! ! ! ! ! ! ! ! !

Хороший пост, спасибо всем за советы, много узнал.

Хороший пост, спасибо всем за советы, много узнал.

В нашем заводе при снижении температуры масла вибрации значительно уменьшаются