立式蜗壳泵轴承-转子系统瞬态动力学响应研究

刘 栋，刘子凌，张亚玲，王颖泽

（江苏大学 能源与动力工程学院，江苏镇江 212013）

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大型立式蜗壳泵普遍存在振动大、噪声高的问题，转子-轴承系统作为泵的核心部件，是确保泵稳定运行的关键[1-2]。立式蜗壳泵的稳定运行与转子-轴承耦合系统的工作状态密切相关，如导轴承油膜力、转子振幅、变形等[3-4]。分析大型立式蜗壳泵的轴承-转子系统的动力学特性十分必要。

目前，在导轴承静特性研究方面，王鹏朝对可倾瓦轴承的油膜进行分析，研究了进油压力、转速等对油膜压力分布的影响[5]。XIE 等[6]考虑了油膜和轴瓦的相互作用，通过流固耦合对核主泵内第一回路水导轴承进行分析，研究了转速、偏心率、油膜厚度等对油膜压力分布的影响。

在轴承-转子系统的振动、轴心轨迹、动特性系数等方面，XIE等[7]计算了轴承-转子系统固有频率及振型并分析关键点振动幅度，研究了轴承结构参数对转子稳定性的影响。SHI等[8]建立了考虑非线性油膜力的转子模型，通过数值分析研究了转子不平衡量、间隙、轴承长度对轴心轨迹的影响规律。刘杨等[9]基于非线性有限元方法，验证了滑动轴承油膜力模型的准确性，结果表明振动频率以高倍频为主频，油膜振荡特征表现出滞后特征。李元生等[10]提出动态求解方法，研究了轴承间隙和长度、润滑油黏度对滑动轴承动力系数的影响。

在泵的轴承-转子系统稳定性研究方面，蒋小平建立了高压多级泵转子有限元模型，根据坎贝尔条件求解水润滑轴承的动特性系数，通过临界转速、对数衰减率、突加激励下的瞬态响应确定水润滑轴承-转子系统是稳定的刚性系统[11-12]。……