轴承-转子-基础系统的油膜振荡问题

本文对整体基础和框架式基础进行了轴承—转子系统的油膜振荡对比试验;对油膜与转子水平临界转速共振进行了描述;基础对失稳转速的影响进行了讨论;对失稳转速计算模型进行了验证;对临界转速计算提出了除计算垂直方向外应同时计算水平方向的意见。通过油膜振荡的对比试验,更进一步证实了框架式基础上的临界转速比整体基础为高。这一点具有重要的经济意义。     

汽轮机组基于弹性基础下轴系稳定性的评估

采用弹性基础的汽轮机组,其基础静刚度及动刚度相较于刚性基础均有所下降,易产生轴承标高变化和轴系失稳的风险。因此,基于弹性基础下轴系稳定性的研究对于保障机组运行的安全性和稳定性具有十分重要的意义。在轴系稳定性核算中准确考虑基础刚度的耦合作用是必要的,研究中将不同频率下的基础刚度和对应的轴承支撑刚度与油膜刚度进行耦合,形成整个支撑系统的动刚度,进而更加真实地计算机组轴系稳定性结果。     

核电汽轮机高中压转子弯曲故障评估及处理系统

研究HN1089型百万千瓦级核电半转速饱和蒸汽汽轮机轴系的动不平衡响应特性,首次建立高中压转子现场弯曲故障的评估及处理系统。采用转子动力学专业分析软件ARMD,先计算支撑轴承的静、动特性的性能参数,其次采用应变能法对轴系的带空腔焊接转子进行模化,并计入减振弹簧基础的参振质量和刚度,建立基础-轴承-转子的动力学模型计算轴系的动态特性。现场实测轴系固有频率结果与计算结果基本一致,证明模型正确。计算高中压转子加配重时轴系的振动响应与自身一阶振型弯曲时的振动响应,发现加重响应敏感性远低于同容量的火电机组,仅当高中压转子重心处弯曲值不超过0.06mm时,可以采取不揭缸在线安装最大质量配重螺钉的方式处理弯曲故障,但此时在线偏心传感器已无法正确评估该类弯曲故障的影响。借助该型汽轮机高中压缸特有的中间轴封体连接管孔,通过电涡流传感器可以测量转子实际弯曲度,并建立评估现场不揭缸动平衡处理可行性的系统,为快速决策高中压转子现场弯曲故障的处理提供重要参考。     

线性与非线性油膜力模型下转子振动稳定性对比研究

滑动轴承的油膜力直接影响转子振动的稳定性,首次对大型多自由度转子系统在线性和非线性油膜力作用下的振动稳定性进行了对比分析。针对200Mw汽轮机低压转子一轴承系统,采用数值计算方法分别模拟了转子在非线性油膜力和传统的8个刚度和阻尼系数表示的线性油膜力模型下,转子升速过程中发生油膜失稳的典型特征。通过比较分析得出考虑油膜力的非线性特性后转子发生油膜振荡的转速提前。因此为保证大型转子-轴承系统的安全稳定运行,有必要在传统线性理论设计的基础上,引入非线性油膜力形式对系统的稳定性作进一步的计算校验。     

汽轮机套装转子扭转刚度的试验研究

进行汽轮发电机组轴系的扭振计算时,确定轴段的扭转刚度是必不可少的。但目前有关汽轮机套装转子叶轮结构尺寸对轴段扭转刚度影响的资料极少。提出了影响装有叶轮的轴段扭转刚度的结构因素及相应的修正曲线。利用该曲线计算了某转子的扭振固有频率,与实测结果吻合良好,证明了本文提出的修正曲线的正确性。     

不同基础形式对大型核电半速机组轴系动力特性的影响

为量化研究采用不同基础形式时汽轮发电机组轴系动力特性的差异,采用基础与轴承座均为动态支承刚度边界的方法,以某百万级核电半速机组为计算实例,计算得到常规固定基础及弹簧隔振基础下各轴承座的支承动刚度,并在2种支承边界下计算分析了轴系临界转速、轴颈不平衡响应及轴系对数衰减率等主要动力特性.结果表明:2种基础形式下,轴系各转子临界转速和轴颈的不平衡响应值均很接近,轴系失稳转速大于2 000 r/min,选用弹簧基础时轴系各转子水平向临界转速略有减小,而垂直向临界转速有所增大,通过优化设计可使弹簧基础的支承刚度具备与常规固定基础等效的支承刚度.     

油膜刚度变化对转子刚度的影响

分析了油膜厚度变化对油膜刚度的影响、油膜刚度变化对转子刚度的影响、转子刚度变化对振幅的影响.     

轴系对中偏差对单支撑轴系振动的影响

建立了单支撑轴系动力特性分析有限元模型,研究轴系对中偏差对单支撑轴系振动的影响.结果表明:轴系对中偏差会改变中间轴承载荷和油膜刚性,对振动传递特性产生影响;单支撑轴系出现的振动不完全表现在不平衡转子所在跨内;在轴系对中偏差情况下,低压转子不平衡量会在相邻高中压转子上激发起较大振动.     

汽轮机转子中心孔对轴系动态特性的影响

由于制造工艺原因或者设计需要,会在某些汽轮机整锻转子上加工中心孔。开孔对转子刚度有所影响,因此有必要研究转子中心孔对轴系动态特性的影响。建立实心转子、局部开盲孔转子和中心开通孔转子3种模型,计算3种模型下轴系的临界转速、扭振频率和短路剪切应力,对比分析不同模型下轴系的动态响应特点及规律。同时,对于中心开通孔模型,研究不同的中心孔直径对计算结果的影响。根据研究结果,总结对比全整锻转子和开孔整锻转子的轴系动态特性,为相关设计提供参考。     

汽轮发电机组轴系扭转振动对机械参数的敏感性分析

针对某300MW汽轮发电机组模型,分析了扭振固有频率和振型对汽轮发电机组轴系转动惯量和刚度的敏感性。计算结果表明:无论是轴系整体转动惯量或刚度、还是局部转动惯量或刚度的变化,都会对扭振特性产生明显的影响;局部转动惯量或刚度的改变对特定阶的扭振的影响虽然不及整体转动惯量和刚度变化的影响大,但也十分显著;对特定振型贡献较大的轴段对此阶轴系扭振影响较大,在振型图上表示为此阶振型在这一轴段处的斜率较大;在实际中可以通过改变轴系局部结构,使某阶扭振固有频率避开特定的值,从而达到调频的目的,而在对汽轮发电机组轴系扭振研究的建模过程中,要精确确定扭振特性敏感性较高的那些部位的机械参数。图4表2参8     

大型水泵滑动轴承油膜刚度对转子动力特性影响

滑动轴承作为大型水泵转子系统的重要支撑,其油膜动力特性对转子系统动力特性有着重要影响.本文从滑动轴承工作原理出发,通过对Reynolds方程进行差分求解,建立了油膜刚度系数的无量纲求解方程.通过数值模拟方法对某水泵转子系统进行研究,分析了其轴承动力特性和转子动力特性.结果表明,交叉刚度kxy和kyx对水泵转子系统稳定性...     

600MW汽轮发电机组的动态标高及载荷的计算

精确地计算、调整汽轮发电机组轴系的轴承标高，是保证机组稳定、安全运行的重要措施。因为标高决定了各轴承的载荷分布，从而直接影响转子轴承油膜的稳定性。在静态标高计算的基础上编制了动态标高的计算程序，所编制的程序可计算包括固定瓦、可倾瓦轴承在内的机组各种轴承的油膜厚度和特征参数，并可把轴承特性、动态标高及载荷分布结合在一起迭代计算，用该程序计算了600MW汽轮发电机组轴系的动态标高及动态载荷分布，得出了动态计算比静态计算提高精度的百分比，为该类机组的设计和安全运行提供理论参考。     

滑动轴承油膜刚度参数的识别

提出了根据实测的转子临界转速、轴承座的动刚度值和已知的转子结构参数识别轴承油膜刚度的新方法。并以300MW汽轮发电机现场试验数据为例验证了识别方法。该方法识别精度较高而且不需要对运行中的转子进行加载,因而实用性较强。图3表5参10     

135MW机组半挠性联轴器波纹节的动力学模化

在小功率汽轮机组轴系设计过程中,为了提高轴系的动态性能,降低转子间的相互干扰,经常使用半挠性联轴器连接汽轮机转子与发电机转子。在利用传递矩阵法进行轴系动力学计算过程中,必须对轴系进行等效模化。文章通过对135MW机组半挠性联轴器关键部位波纹节的两种不同的等效模化方法的比较,验证了应变能法在轴系模化过程中的优势,并得到了该半挠性联轴器波纹节的弯曲刚度等效模型与扭转刚度等效模型。     

东方200MW汽轮发电机组轴系稳定性分析

东方200MW汽轮发电机组多次发生不稳定振动,直接影响机组安全稳定地运行。本文通过理论计算和电站工业性试验,着重讨论:(1)径向滑动轴承的计算方法;(2)影响机组系统稳定性裕度不足的因素;(3)径向轴承结构型式对机组系统稳定性的影响。在上述基础上,提出大容量汽轮发电机组转子支承,如采用合适的轴承结构,使其油膜和转子的动力特性与基础的动力性能有良好的匹配,则机组系统稳定性裕度能满足机组安全可靠运行的要求。     

大型汽轮机轴承支撑刚度研究

汽轮机组轴承支撑刚度对轴系临界转速有较大影响,长期以来一直依靠实测才能获得精确的轴承支撑刚度值。采用三维有限元非线性数值仿真技术对各典型汽轮机组的轴承支撑刚度进行分析和研究,探索出可行的轴承支撑刚度计算方法。并根据研究成果提出在汽轮机设计选型时须提前考虑轴承以及轴承支撑结构的特性,以保证汽轮机组轴系的安全稳定。此法避免了轴承支撑刚度现场实测所带来的费用、时间及与设计脱节的问题,为研发新型轴承提供了有力的技术支持,是轴承支撑刚度设计计算手段的提升。     

200MW汽轮机低压转子-轴承系统的非线性动力学分析

采用数值计算方法对实际大型转子-轴承系统的非线性动力学特性进行了研究，计算结果能与现场的运行经验很好地吻合。用有限元法建立了200Mw汽轮机低压转子-轴承系统的非线性振动微分方程。采用Newmark逐步积分法对转子在升、降速过程中的振动响应进行了数值仿真，得到了转子发生油膜失稳的转速和油膜振荡的“惯性迟滞”现象。对转子的重力和不平衡量对系统的油膜涡动和油膜振荡的影响进行了计算和分析。计算得到了转子的振动随转子的偏心距、轴承的长径比、间隙比、润滑油粘度的变化规律，分析结果为定量和定性分析该类机组转子-轴承系统的稳定性提供了参考依据。图15表1参7     

大型汽轮发电机组基础-轴系耦合振动的一种计算方法

介绍了用子结构传递矩阵法计算大型汽轮发电机组基础-轴系耦合振动.利用该法可以在IBM-PC机上方便地计算轴系-轴承-基础组成的复杂系统的转子临界转速、基础固有频率、振型和不平衡激振力的响应.     

百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子轴承支撑刚度的研究

建立了汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型,采用三维有限元软件Ansys分析了使用弹簧基础的百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子落地式轴承座的刚度,并在此基础上计算和分析了轴承座刚度在一定范围内变化时对大型汽轮机低压转子临界转速的影响．结果表明：利用汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型计算得到的低压转子轴承座刚度与经验数值量级相同,但大小有一定差异．汽轮机低压转子临界转速对低于一定数值的落地式轴承座支撑刚度变化更敏感,因此在设计时应保证足够大的轴承座刚度．     

平衡室内单转子与接入轴系转子振动特性变化分析

文章通过对刚性支撑单圆盘转子的刚度变化分析,模拟计算了刚度变化对转子振动特性的影响,得到了平衡室内单转子连入轴系后振动特性的变化规律。利用共振放大因子Q分析了国外某发电机转子厂内平衡时单转子阻尼和连入轴系后的转子阻尼变化情况,结合模拟计算结果对该发电机转子现场振动大的原因进行了分析、处理,验证了模拟计算结果。文章的研究结论对处理同类振动故障及预防振动问题的发生具有一定的借鉴意义。