Neuber法则在汽轮机转子寿命估算中的应用

高温大容量汽轮机在启动、停机以及负荷波动时对机组的使用寿命有很大影响。正确分析机组在多种工况下转子的应力水平和寿命损耗是当前大型机组保证安全运行及加强寿命管理中亟待解决的关键问题之一。为此,应用Neuber法则对600MW超临界机组转子进行了寿命损耗计算。计算结果表明冷态启动对转子的寿命损耗最大。     

表面硬化滚道风电主轴轴承的疲劳寿命分析

建立一种针对表面硬化滚道三排圆柱滚子风电主轴轴承的疲劳寿命分析方法。首先,在卡迪尔坐标系中建立三排圆柱滚子风电主轴轴承的5自由度力学模型,分析计算在外部5个方向载荷联合作用下轴承的内部滚子载荷分布;然后,建立圆柱滚子与表面硬化滚道之间的弹塑性接触有限元模型,计算得到滚子接触载荷作用下滚道次表面的脉动应力分布;最后,根据Goodman方程将滚道脉动应力幅值转化为交变应力幅值,运用Basquin应力-寿命理论计算得到风电主轴轴承的疲劳寿命。结果表明,轴承的下风向外圈滚道承受来自风轮的推力载荷,其疲劳寿命最短;径向外圈滚道承受风轮的重力载荷,其疲劳寿命最长。轴承的疲劳寿命取决于下风向滚道。     

悬臂转子远端优化主动平衡技术研究

为了指导主动平衡装置在工业悬臂转子上的应用,搭建了悬臂转子实验台进行主动平衡实验研究工作.对实验台转子进行有限元仿真计算表明,安装在联轴节处的平衡装置可以有效地降低由飞轮不平衡产生的振动,在两个转速下,2号轴承的振动降幅均达到25％以上.但在2号轴承振动降低的过程中,1号轴承处的振动量会迅速增大.提出了l号和2号轴承振动的优化控制,使两个轴承振动在工作转速下不超过报警值30 μm.基于优化控制的思想,在悬臂转子实验台上进行多转速下液压自动平衡实验,实验结果验证了仿真计算的结论,2号轴承的振动降幅达到30％以上,取得了较好的平衡效果.数值仿真与实验研究为主动平衡技术在工程实际悬臂转子中的应用奠定了基础.     

机热耦合下发电电动机磁极引线应力及寿命评估

抽水蓄能发电电动机转子磁极引线的安全可靠对其运行有重要影响,针对磁极引线弯角断裂的问题,提出了考虑机热耦合作用的磁极引线应力及疲劳寿命评估方法。首先,基于发电电动机转子实际结构,建立1/20转子整机的有限元模型;其次,分析了不同工况下的磁极引线的机械应力和机热耦合作用下的复合应力;最后,基于S-N曲线计算其疲劳寿命。结果表明,考虑机热耦合作用后的磁极引线的应力和疲劳寿命比不考虑热作用时有明显差别,其应力最高增加了81%,疲劳寿命显著下降,疲劳损伤增加了约50倍。     

高压压气机转子结构设计及改进方法

为提高设计效率并快速得到适于工程应用的高压压气机转子结构,以改型设计方法为基础对某高压压气机转子结构进行了详细设计,同时对结构改进方法进行了一定的探索。采用叶—盘耦合系统循环对称结构算法及整体转子系统二维轴对称结构算法进行强度设计及改进,前轴颈最大应力下降最多达26%;其次进行支承结构设计,计算校核母型机轴承承载能力。结果表明：轴向力安全裕度最小为28%,轴承寿命大于100 000 h;给出2种调整鼠笼厚度的估算方法用以指导三维有限元计算,同时计算得到前支承刚度;通过二维有限元分析模型计算转子的临界转速,仅将后轴承支承位置沿压气机轴线向后移动7.5 mm,全运行工况转速与第2阶临界转速的安全裕度由18.5%提高到21.2%。     

转子发动机的技术发展状况

一、绪言汪克尔型回转机械,可作为内燃机使用迄今已发表十三年了.由于它具有特殊的结构,所以其单位马力重量、单位马力排量和振动等都具有显著的优点.最初,这种发动机在密封性及燃烧稳定性等方面有许多问题必须解决,     

三油楔滑动轴承油膜压力特性及对转子稳定性的影响

采用CFD软件、考虑黏性流体有旋性的SST湍流计算模型和N-S方程研究了三油楔滑动轴承的油膜压力特性,分析了三油楔滑动轴承对汽轮机转子稳定性的影响,并对三油楔滑动轴承、圆柱轴承与椭圆轴承的油膜压力特性进行了对比分析.结果表明:在相同油膜厚度和进口压力下,三油楔滑动轴承比圆柱轴承和椭圆轴承具有更好的稳定性,不容易出现油膜震荡和失稳现象;在相同油膜厚度和偏心率下,椭圆轴承的承载能力大于三油楔滑动轴承的承载能力,但三油楔滑动轴承更有利于汽轮机转子和机组的稳定运行.     

三油楔滑动轴承油膜压力特性及对转子稳定性的影响

采用CFD软件、考虑黏性流体有旋性的SST湍流计算模型和N-S方程研究了三油楔滑动轴承的油膜压力特性,分析了三油楔滑动轴承对汽轮机转子稳定性的影响,并对三油楔滑动轴承、圆柱轴承与椭圆轴承的油膜压力特性进行了对比分析.结果表明:在相同油膜厚度和进口压力下,三油楔滑动轴承比圆柱轴承和椭圆轴承具有更好的稳定性,不容易出现油膜震荡和失稳现象;在相同油膜厚度和偏心率下,椭圆轴承的承载能力大于三油楔滑动轴承的承载能力,但三油楔滑动轴承更有利于汽轮机转子和机组的稳定运行.     

四种潮流计算的近似等值方法及其适用性分析

针对目前采用已有的网络静态等值方法在电网潮流计算不收敛时无法对网络进行等值化简的问题,提出了四种可在潮流结果未知的条件下对网络进行近似等值的方法,给出了每种等值方法的等值模型及计算过程,并通过算例对四种近似等值方法进行了比较分析,进一步探讨了在电网不同负荷水平下各近似等值方法的适应性。结果表明,四种方法均能满足近似等值的精度要求,其中保留PV节点的节点功率转阻抗近似等值法在轻负荷和重负荷条件下均有较好的等值精度,外网近似等值对边界节点的潮流计算结果精度影响最大。     

按最高油膜压力评定轴承材料的疲劳强度

在任何给定工况下,有一系列因素影响最终选择轴承合金的种类和牌号,但首先考虑的必须是承载能力。如果轴承材料在所需的使用时间内不能承受所施加的负荷,那么轴承材料的其它特性再满意也是毫无意义的。因此习惯于把轴承材料抗疲劳性能进行分级,这对于轴承使用者和供应商都是极为重要的。 把轴承材料抗疲劳性能分级的传统方法是用最大单位负荷,即轴承经受的最大负荷被轴承投影面积（长度×直径）所除。直到不久前这仍是人们希望为某一应用场合选择合适轴承材料的唯一使用的依据。但这种方法具有很大缺陷,因为疲劳不仅与负荷,而且与所加负荷频率有关。如讲某一轴承在承受一定的单位负荷下不会破坏,这是一种不恰当的评估方法,因为没有讲到该轴承在一定的单位负荷下能承受多长时间。 美国JPl公司现已采用最高油膜压力（POFP）来评估常用轴承材料。它利用传统的安德伍试验机的试验数据,建立了最高油膜压力值和疲劳前循环次数的数学方程,找出了有关额定值,并提出了如何使用该额定值的方法。 下面介绍该公司是如何按照最高油膜压力来评定材料疲劳寿命的。     

对DF4型机车起动机油泵电动机控制电路的改进建议

1 问题的提出 DF4型机车的废气涡轮增压器是柴油机的重要部件.增压器受工作环境等诸多因素影响较大,其故障率也较高.尤其是DF4型机车在运行中,柴油机发生突然停机情况时,起动机油泵电动机不转,造成机油压力急剧下降.而此时增压器转子仍然惰转,轴承处于高温无油的干摩擦或半干摩擦状态,导致轴承过热,甚至固死,造成临修、机破事故.因此,有必要对现有的起动机油泵电动机的控制电路进行改进.在柴油机突停情况下,起动机油泵电动机能够自动投入运转,保证在增压器转子惰转时对增压器轴承的润滑,从而减少此类增压器故障的发生.     

百万等级核电汽轮机组转子热应力计算和控制

核电汽轮机转子热应力的大小直接影响转子的强度和寿命损耗。文章详述核电汽轮机转子热应力计算的原理,以及其在控制系统中的实施细节。控制系统通过计算转子温度场,对汽轮机组在起停或负荷波动过程中的转子热应力在线监控,并进行控制,确保汽轮机转子在规定的寿命期限内稳定运行。     

基于动力特性相似的轴承承载能力试验方案设计

提出了一种轴承动力特性试验的试验方法,轴承用真轴承,转子采用模拟转子.计算模拟转子的一阶弯曲临界转速,使其与真实转子转速相同,同时保证轴承的工作转速、静载荷与实际工况完全一致.基于动力相似计算分析基础,提出了滑动轴承性能测试的试验方案设计,给出了滑动轴承性能测试的试验装置.     

600 MW超临界汽轮机启停过程热力耦合分析

600MW超临界机组汽轮机蒸汽参数高,工作环境恶劣,特别是高中压转子在参与深度调峰过程中引起材料内部较大的应力变化,若运行不当会不可避免带来较大损伤,严重影响机组的寿命.基于汽轮机变工况热力计算,利用速度三角形法逐级迭代求解得出通流各级的状态参数,作为数值计算求解热力耦合场的边界条件.然后利用有限元计算对不同变动工况下高中压转子的温度场、应力场求解,得到变工况下高中压转子承受的应力谱,为评估不同工况下的汽轮机转子疲劳损伤以及转子寿命管理提供技术支撑.     

基于寿命分析的600MW超临界汽轮机优化运行方式研究

采用汽轮机变工况热力计算,利用有限元方法计算某型600MW超临界机组汽轮机高中压转子在不同工况下的温度场和应力场,并得到转子应力集中部位的载荷谱,然后对不同工况进行转子疲劳寿命分析。在掌握转子疲劳寿命消耗规律之后,对该型机组的汽轮机运行方式进行优化控制,通过寿命分析得出运行优化后可以满足机组的安全性和经济性,同时也能快速响应电网的调度需求。     

390柴油机螺杆泵转子轴承可靠性分析计算

针对390柴油机的1Z3917ZP转子轴承在实艇应用中的工作可靠性问题,进行转子机构斜齿轮组和轴承组的受力分析,并计算、校核了轴承的工作可靠性,从而为提高390柴油机可靠性提供改进依据.     

小型Wankel发动机工作状态下的摩擦损失功率

基于小型Wankel发动机的混合润滑情况,首先分别建立转子端面与端盖之间、径向密封片与气缸之间以及轴承的摩擦损失功率预测模型;然后利用倒拖法测试转子端面、径向密封片和轴承的摩擦损失功率,并验证上述模型的正确性;最后利用模型研究了工作状态下小型Wankel发动机的摩擦损失功率.结果表明:工作状态下,小型Wankel发动机的摩擦损失功率主要由转子端面、径向密封片和轴承的摩擦损失功率组成.其中转子端面引起的摩擦损失功率最大,占整机摩擦损失功率的60%左右,此比例随转速的上升变化不大.转子端面和径向密封片的摩擦损失功率主要是由微凸体相互接触引起的.     

柔性支撑下汽轮机组振动响应特性分析

为解决汽轮机组低压缸轴承振动大的问题,对低压转子振动响应特性进行了研究。基于转子动力学理论建立了转子-轴承支撑系统有限元分析模型,考虑支撑刚度对转子系统振动的影响,计算了不同支撑刚度下转子轴承振动、轴振和绝对轴振响应特性。研究表明:不同支撑刚度下转子不平衡振动响应差异较大,柔性支撑下,轴承振动较大,轴振较小;转子绝对轴振能够较为真实的反映实际振动情况,3 000 r/min工作转速时,柔性支撑下轴承振动对转子不平衡力变化较为敏感;现场可通过精细动平衡降低轴承振动。     

转子发动机润滑

本文中的分析和实例说明了转子发动机润滑油对寿命,密封及缸体的磨损的影响以及与一般常用发动机在润滑油变质方面的比较. 现今的转子发动机润滑的研究表明: 刮片、型面以及侧油封是现在转子机设计中的最易损的磨损面.     

多支承转子系统轴承负荷直接识别技术研究

多支承转子系统轴承负荷识别技术是进行转子动力学分析的关键技术,国内外学者从不同的层面与角度对它进行了大量系统研究,作者研究了轴承负荷识别技术各自的特点,并研制了直接测力法试验系统,为大型旋转机械在线监测和故障诊断提供依据.