弯曲和质量失衡对转子弯扭耦合振动影响的探讨

建立基于单质量柔性转子模型的弯扭耦合振动数学模型,模型中考虑了质量失衡及转子弯曲等因素,对数学模型进行的数值计算结果表明质量失衡和弯曲对转子的弯扭耦合振动具有重要的影响,一定程度的转子质量失衡是转子发生弯扭耦合振动的必要条件,仿真计算表明当偏心率及弯曲度大到一定程度时,转子转速会出现两个耦合区,质量偏心与转子弯曲的相位差会影响耦合区的大小及耦合区内的耦合振动,转子扭转刚度较大时的耦合效应较弱。     

汽轮发电机组转子及轴系弯扭耦合振动发展现状与展望

随着汽轮发电机组容量增大,轴系增长,在役运行时间增加,转子部分多数会有质量偏心现象出现,这使得转子轴系的扭转振动与弯曲振动的耦合作用明显增强。从弯扭耦合的角度来研究汽轮发电机组轴系的振动,将能更准确地把握轴系的动力学特性。总结了近年来国内外对汽轮发电机组转子及轴系弯扭耦合振动问题的研究进展和成果,并对其进一步研究进行了展望。弯扭耦合振动的研究对汽轮发电机组的安全运行和故障诊断都具有十分重要的意义,进一步的深入研究必须与力学学科一系列前沿问题研究相结合。     

大型旋转机械叶片-轴弯扭耦合振动问题的研究

随着大型旋转机械叶片长度的增加，叶片弯曲振动与轴扭转振动的耦舍程度越来越强。目前人们大多是将两者分开来研究，具有一定的局限性。为了深入研究叶片—轴耦合系统动力特性，提出了改进阻抗匹配方法，这种方法可以分析具有任意多叶片数目的叶片—轴耦合系统动力特性。应用该方法研究了耦合振动对叶片弯振和轴扭振固有频率的影响，得出了一些新结论。这些结论可以直接应用于机组的设计和故障诊断。图4表2参5     

转子的弯扭耦合振动研究

利用预应力法研究转子的弯扭耦合振动,计算了在弯扭耦合振动过程中转轴上的最大应力.分析了弯扭耦合振动的原因.     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动的数学模型

根据汽轮发电机组轴系各轴段所处位置不同，将轴系分为3类微元轴段，在分析微元轴段力和力矩基础上，分别推导了各类轴段的弯扭耦合振动偏微分方程组。该方程组是基于分布质量模型的耦合振动数学模型，它能综合考虑机组诸多因素，比较接近实际地研究机组动力特性。该方程组是高度非线性的，轴系质量偏心是弯扭耦合的一个前提。利用本文给出的方程组，可以进行弯扭耦合振动的固有频率、振型及瞬态响应计算。     

外激励作用下不平衡转子系统弯扭耦合非线性振动特性研究

采用Lagrange方程考虑6个方向的自由度,推导了考虑弯扭耦合振动的转子系统运动方程。分析了两种不平衡的作用,即静不平衡和动不平衡,同时考虑了重力和陀螺效应的影响。当外激励力和外激励力矩作用在该系统上时,采用数值仿真研究了系统弯扭耦合的非线性振动特性,发现系统所具有的各种非线性振动现象。对于建立比较完备的转子弯扭耦合振动模型和转子系统的故障诊断具有一定的意义。     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动研究

对汽轮发电机组轴系的离散质量模型采用传递矩阵方法和模态综合技术研究了中、低压末级长叶片切向弯曲振动对轴系扭转振动的影响。研究表明,长叶片与轴系之间存在着弯扭耦合振动,叶片的切向弯曲振动对轴系扭振特性有影响。     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动问题研究综述

汽轮发电机组轴系由于存在质量不平衡和电磁扰动,在轴系中存在着弯曲振动,在发电机转子存在扭转振动,此前的研究工作大多将轴系的弯曲振动和扭转振动分别进行研究,但在工程实际的某些条件下,研究表明存在着弯扭耦合振动问题。对系统的弯扭耦合振动研究能对振动机理和运行规律有更为深入的认识和更为准确地反映机组的运行状态。总结了汽轮机组轴系弯扭耦合振动问题的研究现状,并对弯扭耦合的研究问题进行了展望。     

碰摩拉杆转子弯扭耦合非线性动力学响应特性

对碰摩故障状态下拉杆转子轴承系统弯扭耦合的非线性动力学特性进行了研究,建立了两端由滑动轴承支撑的双盘拉杆转子轴承系统模型,基于达朗贝尔原理得到其弯扭耦合的非线性动力学微分方程组,并采用四阶龙格库塔法法对方程组进行求解。结果表明:随着转速的提高,拉杆转子轴承系统的非线性动力学特性越强烈,扭振的影响越不能忽略不计,碰摩力逐渐成为影响拉杆转子轴承系统非线性动力学特性的主要因素。     

耦合故障对水电机组转子动力特性的影响分析

为了解多故障耦合机制下的水电机组转子运动特性,利用能量守恒的拉格朗日方程建立简化的转子动力学仿真模型,基于正交试验原理,以振动峰值为评估目标,分析了质量偏心、转子平行不对中、转子夹角不对中、转速等因素对机组转子动力特性的影响。结果表明,多故障耦合机制下,质量偏心影响权重最大,转子平行不对中和夹角不对中的权重关系与转速有关,即低速时夹角不对中影响较大,反之则相反;转速较高时,转子易发生碰摩现象。     

轴系扭振在线监测系统开发研究

扭转振动是影响诸如发电机组、空压机、推进轴系等旋转机械安全运行的重要动力性能之一,而发电机组、空压机等轴系扭振激励受负载的影响往往较大。为提高设备运转可靠性,在轴系运转过程中扭振应力幅值超过一定限值时进行预警,开发了一套船舶旋转机械轴系扭振在线监测系统,对船舶旋转机械设备实现严密的运转监测保护。系统同时兼容采用应变监测的直接测量方法与采用脉冲时序法测量的间接测量方法对轴系扭振进行监测,根据轴系实际情况对传感器类型以及监测系统模式进行选择,提高了系统对不同轴系结构的适应性。系统以ARM加DSP为开发平台,综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统。并通过标准应变模拟器以及基于脉冲时序法理论所设计的扭振标定器分别对无线应变遥测系统以及脉冲时序法扭振采集系统试验精度进行验证。结果显示,采用脉冲时序法测量,在转速为5 000 r/min时,系统检测误差约为0.3%,采用应变遥测系统检测方案时,误差值也远小于1%,该轴系扭振监测系统能实现较高精度的监测。     

高弹橡胶联轴器对变频风机轴系扭振特性影响研究

以某台1 000 MW超超临界机组的轴流式引风机为例,在MATLAB/SIMULINK环境下建立了矢量变频模式运行的轴系机电耦合模型。分析了高弹橡胶联轴器对于轴系扭矩脉动幅值与频谱特性的影响,并进行了联轴器更换前后的扭矩现场测试。结果表明:高弹橡胶联轴器能够降低风机变频运行时的轴系扭矩脉动幅值,减少轴系扭振对于设备的危害。     

发动机气缸盖振动清理装置的设计

为进一步提升发动机气缸盖清洁度,降低清洁气缸盖劳动强度,设计制作发动机气缸盖振动清理装置,采用电动机带动偏心轴旋转,由偏心轴将旋转运动转换成振动体的上下往复运动,带动发动机气缸盖振动,从而实现振动清理气缸盖内腔铁屑及杂质的目的。取代了传统的人工翻转气缸盖清理的方法,使清理工序人性化,具有操作简便、劳动强度低、生产效率高等特点。     

大型汽轮发电机组轴系不对中振动的研究

轴系不对中可分为联轴器不对中、轴瓦中心标高偏差以及转子与静子不同心三种类型，分析讨论各种不对中情况的力学机理及振动故障特征，给出联轴器不对中的晃度控制参考标准，并介绍各种不对中故障的工程实际案例。轴振晃度是联轴器对中状态的直接反映，可利用轴振晃度数据诊断联轴器不对中。在安装和检修过程中应严格进行轴系找中、在运行过程中应避免对机组轴系形成冲击负荷，才能保证大型汽轮发电机组的安全、稳定、经济运行。图7表8参8     

深层隧道竖井流激振动响应分析

针对某深隧工程中竖井结构因受水流脉动压力产生的流激振动响应问题,采用物理模型-数值计算联合方法构建竖井消能工三维有限元模型,通过对竖井消能工的流固耦合有限元计算,得出竖井消能工在不同流量工况下的自振特性,将试验测得脉动压力进行频谱分析得到优势频率,并与自振特性进行对比分析;采用随机振动法算出水流脉动压力作用下的动力响应,通过对比不同厚度的消能工台阶动力响应结果确定最优尺寸。结果表明,推荐方案竖井体型与水流发生共振的可能性不大,且振动量微小,因此从经济角度可考虑适当减小消能工台阶厚度。     

大型转动机械振动测量值的准确性辨识

首先介绍大型转动机械振动测量中偏摆的概念,重点介绍了4例汽轮发电机机组运转过程中发生的振动测量值失真案例,振动特征分析表明:振动测量值失真是由于振动信号中混入虚假的高次谐波信号所致,通过频谱图和波形图等分析手段,为正确辨识相对轴振信号的准确性提供了基本的方法.     

旋转轴系弯-扭振动耦合的数值分析

介绍了一种可以同时计算出旋转轴系的弯曲振动及扭转振动的瞬态响应的数值计算方法,该方法所依据的模型是一种分段的连续质量模型,具有比较好的计算精度,而与有限元方法比较,该方法的计算工作量及比较小。作者用该方法对旋转轴系弯曲振动与扭转振动的耦合问题进行了一些分析     

汽轮机转子系统稳态热振动特性的研究

汽轮机在频繁启停时,蒸汽参数剧烈变化,引起汽轮机部件内部温度分布剧烈变化,从而产生较大的转子热变形和热振动.在考虑了材料随温度变化的基础上,采用有限元法,利用热-结构-动力学耦合理论,研究了径向温差、不平衡、热弯曲以及不平衡和热弯曲联合作用对转子-轴承系统热振动特性的影响,找出了影响热振动特性的敏感参数.计算结果表明,热弯曲的产生改变了转子系统的振动特性,在转子系统的设计中应当充分考虑热弯曲的影响.