FLNG船用压缩机转子系统稳定性分析

本文以某浮式液化天然气(以下简称FLNG)船用压缩机转子为研究对象,针对海况条件下的转子稳定性进行研究。建立了浮式压缩机转子-滑动轴承系统动力学模型以及FLNG船水动力模型。采用边界元(BEM)数值方法对FLNG浮体模型进行水动力性能分析,得到压缩机转子所在工作海域的波浪载荷。通过数值仿真,计算了波浪载荷作用下滑动轴承最小油膜间隙,得到了波浪载荷作用下的轴承刚度-阻尼系数。依据API 617标准对压缩机转子稳定进行了评估,从而形成了一套浮式压缩机转子稳定的分析流程,可有效实现FLNG船用压缩机转子稳定性的分析计算。通过对本文海况条件下的转子稳定性分析发现,波浪载荷会导致对数衰减率降低,从而在一定程度上影响转子的稳定性。     

三角转子压缩机的动力计算

介绍三角转子压缩机的动力计算。动力计算包括：密封片的运动及受力分析；密封片与气缸间摩擦力及转子轴承载荷的计算；转子的公转力矩，飞轮矩及自转力矩的计算；压缩机的惯性力及惯性力矩的平衡。     

带磁力轴承透平机械的研制

以高性能离心压缩机与径向透平机组中配备的磁力轴承为例，阐述了以磁力轴承支撑产生动力和需要动力两种类型叶轮转子时的运行特性。     

带磁力轴承透平机构的研制

以高性能离心压缩机与径向透平机组中配备的磁力轴承为例，阐述了以磁力轴承支撑产生动力和需要动力两种类型叶轮转子时的运行特性。     

工作状态下某巨型浮式起重机的动力稳定性分析

以巨型浮式起重机的金属结构为主要研究对象,采用动态特征值法对浮式起重机工作状态下的吊重、风和波浪载荷进行动力稳定性分析,得到六种载荷工况下的载荷比例系数和临界载荷。研究结果表明,风载荷和波浪载荷不会使浮式起重机结构发生失稳。吊重载荷的静力稳定性载荷比例系数是动力结果的3倍多,动、静力分析的结果相差较大,所以有必要对巨型浮式起重机进行动力稳定性分析。     

柔性支承下的大型离心压缩机转子振动特性

支承刚度对转子系统的动力学特性具有重要影响。针对大型离心压缩机转子在高速平衡条件下和实际运行工况下的支承刚度差异导致的振动问题开展研究。由于高速动平衡机的摆架刚度较低,使得一些大型离心压缩机的轴承油膜刚度与支承刚度几乎相当,导致2阶弯曲临界转速大幅降低,从而使得转子振动超标,高速动平衡难以满足标准要求。结合实际案例分别进行不考虑支承刚度及带有动平衡机摆架刚度的转子动力学分析,并对轴承瓦块、轴承座、机壳、底座进行有限元分析,获得压缩机转子的基础刚度。结果表明,考虑支承刚度的转子2阶临界转速出现了11.1%～18.3%的下降,1阶临界仅下降3.6%～7.3%,与高速动平衡试验结果吻合较好,实际支承刚度因大于轴承刚度3.5倍,机械运转试验显示1阶临界、2阶临界转速未有实质性下降,且振动满足API617标准要求,与不考虑支承刚度的转子动力学分析结果基本一致。     

多平行轴系离心压缩机振动耦合传递特性研究

整体齿轮增速式压缩机由于其结构紧凑、效率高而在现代流程工业中得到广泛的应用,然而由于该类型压缩机为多平行轴系结构,其轴承载荷随着压缩机负荷而发生变化,使得该类转子的动力学分析异常复杂。本文以某实际压缩机组为研究对象,建立了齿轮-轴承-转子的弯曲-扭转耦合系统有限元模型。首先对未耦合的单转子进行刚性支撑下的模态分析和弹性支撑下的不平衡响应分析,并同实测结果对比以确定分析结果的可靠性。在此基础上,研究并揭示了轴承载荷导致的刚度系数变化对转子临界转速和不平衡响应的影响规律,同时对比分析不平衡振动在各个转子之间的传递特性。研究结果表明转子振动幅值会随着压缩机负荷的增加而增加,而齿轮啮合刚度会增大转子振动对不平衡的敏感程度。本论文研究结果可为齿轮增速式离心压缩机的设计以及基于模型的压缩机故障诊断提供一定的理论参考。     

海上风力发电机浮式基础稳定性研究

海上风力发电机主要安装在离岸式浮式基础上,浮式基础的稳定性很大程度影响到风力发电机的运行效果以及发电设备的安全运行。基于自回归模型(AR)法,对海上风力发电机上的风载荷进行分析模拟;基于线性微幅波理论,对浮式基础上的垂荡、纵摇和纵荡波浪激励力进行分析模拟;采用有限元软件分析了浮式风力发电系统在风波耦合作用下的动力响应,并将仿真中所得的结果与马休稳定性图谱进行验证得出浮式基础的稳定性,为浮式基础的设计与稳定性分析提供建议。     

Alford力和可倾瓦轴承对三转盘转子轴承系统稳定性影响分析

将离心压缩机简化为三圆盘的转子轴承系统后,通过分析离心压缩机的运转机理,得到影响系统稳定的条件,进行参数优化,使其能够更好地运转。在三圆盘结构转子轴承系统受到Alford力和可倾瓦轴承支撑影响下,对转子轴承系统进行了稳定性分析。     

基于API 617的离心压缩机转子系统动力学特性研究

本文依据API 617的转子动力学设计要求,对某离心压缩机的转子系统展开动力学特性分析,首先对转子-轴承系统进行建模,再次对其进行临界转速计算,计算结果依据API617的要求进行判定,最后对其开展了稳定性分析。研究结果可以指导压缩机的主机设计。     

支点弹性、阻尼可倾瓦轴承动力特性数值仿真及试验研究

依据考虑瓦块摆动和沿几何预载荷方向微幅振动的可倾瓦轴承完全动力特性的解析模型及其对应的八参数简化动力模型,设计制备了支点弹性、阻尼特性可倾瓦轴承。该轴承通过在瓦块支点与轴承体之间设置弹性垫片,使瓦块支点支撑在弹性垫片上,弹性垫片与轴承体之间存在微小间隙并与轴颈润滑系统共享油路以实现局部挤压油膜效应。根据不同加工工艺,制备了两种形式的新型支点弹性、阻尼轴承,并通过理论计算模拟与试验分析对两种新型轴承的动力特性进行研究。结果表明,支点弹性、阻尼可倾瓦轴承能够增大转子的一临界阻尼,有效提高转子系统稳定性。     

大型离心压缩机转子系统不平衡响应分析

以某大型离心压缩机转子系统为研究对象,考虑膜片联轴器和5瓦可倾瓦轴承的影响,首先建立转子-轴承系统的有限元模型;然后按照相关标准进行不平衡响应计算,分析了各种轴承参数,如长径比、间隙比以及润滑油型号对轴颈振幅的影响;最后将所得到的结果与工厂试车数据进行了对比分析,研究结果可为压缩机转子系统轴承参数选择提供理论参考.     

离心压缩机气体振动成因及控制策略

离心式压缩机在运行过程中会产生强大的离心力,气体在离心力的作用下会发生离心运动,并通过流道进行进一步压缩。但是,气体在压缩过程中会对转子产生作用,可能导致转子失稳而引发压缩机产生振动。因此,重点分析离心压缩机气体激振原因,并提出了一些有效的控制策略。     

下期部分文章摘要预报

大型离心压缩机转子系统不平衡响应分析马辉,戴继双,孟磊,闻邦椿以某大型离心压缩机转子系统为研究对象,考虑膜片联轴器和5瓦可倾瓦轴承的影响,首先建立转子-轴承系统的有限元模型;然后按照相关标准进行不平衡响应计算,分析了各种轴承参数,如长径比、间隙比以及润滑油型号对轴颈振幅的影响;最后将所得到的结果与工厂试车数据进行了对比分析,研究结果可为压缩机转子系统轴承参数选择提供理论参考..下期部分文章摘要预报.混凝土泵车臂架系统优化设计张艳伟,石来德根据混凝土泵车的实际工作情况给出了各节臂架最危险工况下受力理论值的计算方法,应用浮点数编码的改进型遗传算法对混凝土泵车臂架系统的油缸连杆机构进行优化布局.经仿真模型检验,得到满足系统运行特性,且各节油缸的长度及推力均有明显减小的优化布局方案,为长臂架混凝土泵车臂架系统的智能设计提供了理论依据.四环过山车的动力学仿真分析关伟,陈礼过山车运动是一项运动速度极快的娱乐项目.过山车与轨道之间的相对高速运动导致动力学影响,对乘车人员的舒适性、安全性有着密切的关系.以四环过山车为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件对其进行了动力学仿真分析,主要阐述了建立过山车动力学分析模型的关键问题,...     

轴流压缩机转子动力学特性研究

转子广泛应用于压缩机、航空发动机、汽轮发电机等旋转机械中。转子系统的临界转速和稳定性往往影响着机组是否安全运行。支承系统的刚度是影响转子动力学特性的重要因素。通过在有限元软件中建立某轴流压缩机壳体的三维有限元模型,计算得到其静刚度和动刚度,并与油膜刚度相结合,系统的研究了不同支承刚度条件下,转子系统的临界转速。在考虑等效支承刚度的基础上,根据API标准,计算转子的预期交叉耦合刚度,进而分析了该转子系统的稳定性。临界转速计算结果表明,考虑壳体刚度会降低转子系统的临界转速;稳定性计算结果表明,转子系统的稳定性符合API标准对稳定性裕度的要求。     

离心叶轮转子正反转特性参数研究

离心压缩机的性能往往由其转速决定,由于大型设备转子的转动惯量很大,在启动和停机过程中,转速的变化也会因机组的性能受到影响,并影响其扭矩和功率。为了建立大型转子停机过程扭矩变化规律,本文针对离心叶轮建立了考虑工质气动力矩、轴承摩擦力矩的转子转速变化模型。通过测试带出口气罐的离心风机系统气动参数变化,得到风机转子在不同初始转速下惰走曲线和带转子反转情况下转速变化规律。根据模型计算得到的转速数据与实验得到的转速数据比较吻合,可为抑制大型离心压缩机转子反转提供技术依据。     

可倾瓦轴承预负荷对转子稳定性的影响

本文以提高转子系统稳定性为主要目标,结合实际的工业离心压缩机,研究轴承预负荷对对数衰减率、瓦温、功率损耗以及润滑油量的影响。并在此基础上,根据不同瓦块的受载分布,研究混合型预负荷的可倾瓦轴承,结果表明:混合型预负荷轴承具有低预负荷的稳定性特性,也兼有高预负荷支撑能力强的特性,并且还具有更低的瓦温和功率损耗。     

双转子系统中介轴承的动载荷及其对轴承温度的影响

通过结合传热学和非线性动力学,探讨了航空发动机双转子系统中介轴承在动载荷作用下的热行为。通过双转子系统动力学响应计算获得中介轴承动载荷,将其代入Palmgren经验公式,得到中介轴承的载荷摩擦热和黏度摩擦热,从而建立中介轴承在动载荷作用下的瞬态热传递模型。通过数值计算得到中介轴承各部位的瞬态温度,发现滚子温度最高,外圈温度最低,且温升速率逐渐衰减为零。进一步分析转速、润滑剂运动黏度和环境温度对中介轴承温度和摩擦热的影响,结果表明,中介轴承温度和总摩擦热在双转子系统共振区内骤增并形成两个峰值,在系统非共振区内则逐渐增大;在共振区内,载荷摩擦热起决定作用,在非共振区内,黏度摩擦热起决定作用;润滑剂运动黏度会显著影响黏度摩擦热,从而影响总摩擦热以及中介轴承温度,而环境温度只影响中介轴承温度。中介轴承动载荷能够在一定程度上体现双转子系统的动力学特性,因此,双转子系统的动力学特性对轴承的热行为有着至关重要的影响,在轴承设计中应予以考虑。     

新型离心萃取机转子支撑结构设计与振动特性分析

为研究新型离心萃取机的振动特性,参考离心机临界转速计算方法,给出转子上下支撑结构离心萃取机和转子上悬支撑结构新型离心萃取机的临界转速计算方法,并以转鼓直径为800mm的大通量离心萃取机为例进行计算。经计算,转子上下支撑结构离心萃取机的轴系为刚性轴,而新型离心萃取机的轴系为挠性轴,新型离心萃取机升速或降速过程中会经过共振区,通过采取设置变频器的跳跃频率和跳跃范围,并且机器底部增设液态阻尼隔振器的减振措施,能够减小和消除振动,使机器安全平稳运行。     

摇摆工况下椭圆轴承转子系统动力学特性研究

倾斜摇摆工况下,不仅轴承承受载荷随时间变化,而且轴承动特性参数也发生变化,这必然会影响轴承支撑的转子系统的安全性与稳定性分析结果。仅通过稳态分析难以保证支撑轴承自身的安全性和可靠性以及转子轴承系统的稳定性。基于轴承刚度和阻尼的分段线性化假设,建立不同横摇角度的转子轴承模型,用某大学润滑理论与轴承研究所开发的转子轴承系统动力学分析软件DLAP(Dynamic Lubrication Analysis Program),耦合求解椭圆轴承转子系统动力学模型,采用特征值和特征向量,稳定性分析、不平衡响应分析以及瞬态动力学分析等手段,详细研究了转子轴承系统的稳定性和安全性,并与正常工况下轴系的动力学特性对比,最终得出摇摆工况下椭圆轴承支撑的转子系统的动力学特性。