涡轮分子泵轴系结构的临界转速计算分析

由于涡轮分子泵是高速旋转,所以对于涡轮分子泵轴系结构的临界转速计算就显得格外重要.论述了用传递矩阵法计算涡轮分子泵轴系结构临界转速的方法,同时运用有限元软件Solidworks Simulation来验证传递矩阵法的计算结果.由于所研究的涡轮分子泵最高转速约27 000 rpm,换算为频率为450 Hz,所以后3种模式频率值都远超出了涡轮分子泵的工作范围.传递矩阵法是计算轴系结构临界转速的经典方法之一,而采用有限元软件来计算相对则更加简便、精确.     

涡轮分子泵动叶片对轴系临界转速的影响

涡轮分子泵轴系临界转速是泵设计过程中的重要参数,当轴系在其临界转速或附近运转时,产生的剧烈振动会严重影响轴系的稳定性。为了探究动叶片对临界转速的影响,在对泵的转子系统进行简化的前提下,利用传递矩阵法计算了轴系临界转速并在此基础上借助有限元软件Solidworks Simulation对动叶片的共振频率进行了研究,有限元分析结果说明单个动叶片的共振频率远高于轴系临界转速;动叶片组在分析中可以简化为远程质量且将大幅度降低轴系临界转速,因此计算时必须将动叶片组包含在内。     

泵转子的临界转速传递矩阵法计算

一、前言 多年来泵转子的临界转速计算均采用“重量弹性线”的作图法,在大多数涉及离心泵和轴流泵设计的书籍中,也都是介绍这种作图方法计算泵转子的临界转速。 这种作图方法主要是引用 R.Cramenl的多圆盘轴一阶临界转速计算公式:     

三代非能动核电站余热排出泵转子临界转速分析

以三代非能动核电站正常余热排出泵转子系统为研究对象,建立泵转子及泵机组的有限元模型,采用耦联计算得到转子系统的第一阶临界转速为1 872r/min,比通过解耦计算得到的结果小8%,其结果更加接近实际。分析结果表明,转子第一阶临界转速大于泵工作转速的20%,满足规范书的要求。     

三代非能动核电站余热排出泵转子临界转速分析

以三代非能动核电站正常余热排出泵转子系统为研究对象,建立泵转子及泵机组的有限元模型,采用耦联计算得到转子系统的第一阶临界转速为1872r/min,比通过解耦计算得到的结果小8%,其结果更加接近实际。分析结果表明,转子第一阶临界转速大于泵工作转速的20%,满足规范书的要求。     

大型屏蔽电机泵转子系统的建模及临界转速计算

建立了大型屏蔽电机泵转子系统的集总参数模型,并采用Riccati传递矩阵法对转子系统的临界转速及振型进行了计算。计算结果表明:(1)采用Riccati传递矩阵法编制的转子系统临界转速求解程序计算稳定,计算精度足够高;(2)大型屏蔽电机泵转子系统的临界转速为设计超速的1.2倍,能够有效避开工作转速,设计裕量足够;(3)在正常工作下,转子系统上、下飞轮处为振动敏感部位,应重点监测,以免和承压壳体发生碰磨。     

基于有限元法的转子临界转速计算

在转子系统临界转速计算中,有限元法能够确保模型的完整性和分析的准确性,可以进行复杂转子系统的临界转速计算,针对各维有限元模型计算精度和计算速度的问题,分析了一维、二维、三维有限元模型的优缺点,明确了在不同设计和分析阶段各维模型的选用原则,以满足临界转速计算的需要,并以涡轮泵临界转速的计算进行了验证。结果表明,二维模型在一般情况下兼具一维和三维模型的优点,计算速度快,求解精确;对转子系统的临界转速计算有着较大的参考价值。     

密封间隙力对泵转子临界转速的影响分析

随着给水泵的大功率化、高转速化的发展,为保证多级离心泵转子部件的平稳运转,避免其在接近其临界转速时产生共振,需要对设计中的转子进行干态、湿态下的临界转速计算.论文以5级离心给水泵为主要模型,采用有限元法分别计算其在干态、湿态下的临界转速,通过对比,得出密封间隙力对转子临界转速的影响.干态情况下,分别用邓克莱法和有限元法计算给水泵的一阶临界转速;湿态情况下,分别计算密封设计间隙及二倍间隙不同情况下的临界转速,对比结果,表明密封间隙力对泵转子临界转速的影响非常大,并且与密封间隙的大小密切相关.     

船舶脱硫泵转子系统临界转速计算及不平衡响应分析

为提高船用脱硫泵运行可靠性,利用有限元分析软件对脱硫泵转子系统进行了临界转速计算与不平衡响应分析,得到转子系统"干态"和"湿态"两种工况下的临界转速与不平衡响应曲线.分析泵轴材料密度以及水动力刚度对转子系统临界转速的影响;对比转子系统"干态"和"湿态"两种工况下的不平衡响应幅值,分析转子系统阻尼系数对不平衡响应幅值的影...     

基于有限元法的锅炉给水泵的临界转速分析

为了研究对称和非对称结构的多级锅炉给水泵转子系统的临界转速,应用ANSYS软件中的Workbench组件对给水泵主要转子部件进行临界转速的计算,获得了转子部件的临界转速,结果表明,非对称布置的叶轮导叶结构会降低转子部件的临界转速,但仍然大于泵运行时的额定转速的安全运行范围。所采用的针对某型锅炉给水泵的临界转速的研究方法,可为同类给水泵产品转子系统的研究提供参考。     

滑片泵和离心泵串联运行实验研究

随着滑片泵技术的进步和广泛应用,在中、小口径管道系统中出现了滑片泵和离心泵串联运行的实例。本文构建了滑片泵和离心泵串联运行实验系统,采取滑片泵定速、离心泵变速和用调节阀门开度来改变管路阻力的方法进行了实验研究,结果表明两者串联运行中离心泵存在临界转速。离心泵转速低于临界转速时,成为阻力器消耗系统能量;高于临界转速时,则发挥作用为系统提供能量。     

航天伺服超高速涡轮泵转子动力学特性研究

为研究航天伺服系统用小型超高速涡轮泵工作过程中的振动特性,针对涡轮泵的轴系进行转子动力学分析.使用有限元软件ANSYS进行APDL参数化建模仿真的方法,计算了转子的临界转速、模态振型.对转子不平衡质量力在多种分布条件下的动力学响应进行研究,得出轴系最佳响应对应的不平衡质量力分布方式,以及在二阶临界转速下涡轮泵轴系的振动及支承反力控制方法,具有工程应用价值.     

工作介质属性对立式多级离心泵振动特性的影响规律

立式多级离心泵在实际工作中,液态工作介质属性会影响泵的振动特性,甚至导致临界转速值下降引发共振等严重振动事故。文中以某型多级离心泵转子为研究对象,探讨工作介质与泵转子结构的力学关系,推导带有工作介质的泵转子动力学方程,将工作介质质量分解为转子附加质量、壳体附加质量和液体耦合质量,建立含工作介质的立式多级离心泵和电机转子系统动力学模型,计算系统临界转速与振型,总结出不同工作介质属性对泵转子振动特性的影响规律。研究结果表明:工作介质对离心泵转子振动特性的主要影响取决于转子附加质量、壳体附加质量、液体耦合质量的3部分质量的约束;工作介质密度对第1阶临界转速影响较大,且随着介质密度增大,临界转速值降低,与工作转速隔离裕度变小。这些可为立式多级离心泵转子动力学设计和振动故障诊断分析提供参考。     

涡轮分子泵轴系的临界转速分析

涡轮分子泵是一种工作在一阶临界转速之上的精密高速旋转机械,在设计时需要避开其临界转速。以有限元软件SolidWorks Simulation为依托,结合传递矩阵理论的简化思想,对涡轮分子泵轴系进行模态分析,并寻找其临界转速与设计工作转速冲突的最优解决方案。同时,对涡轮动叶片组的有限元简化方式进行了探讨。     

基于ANSYS的大型屏蔽电机泵转子系统建模及动力学分析

基于ANSYS建立了大型屏蔽电机泵转子系统的有限元模型,通过模态分析和谐响应分析研究了陀螺效应对转子系统临界转速和质量不平衡响应的影响。分析结果表明:陀螺效应对临界转速计算结果影响较大,转子动力学分析时应考虑陀螺效应;考虑陀螺效应后,转子系统临界转速大于设计临界转速;各测点质量不平衡响应一次共振峰值小于横向振动设计限制;叶轮中心和上、下飞轮中心振幅远大于其它位置振幅,为易振动部位,实际运行中应重点选择这些位置进行振动监控。     

滚动轴承径向刚度在转子临界转速计算中的应用北大核心

以某双吸泵转子临界转速的计算为例,先通过计算滚动轴承的径向刚度,再利用弹簧单元模拟轴承径向刚度,建立有限元模型,求解转子临界转速;同时还实测了转子的临界转速,通过计算结果和实测值的对比表明,该方法能够较为准确地计算出转子的临界转速,特别是一阶临界转速,具有重要的实际应用价值。     

多瓦预载荷调整对核主泵轴系临界特性的影响

针对高可靠性立式轴系的横向振动问题,以四瓦水润滑导轴承为研究对象,以多瓦预载荷调整为出发点,分析预载荷系数对导轴承静动特性的影响,同时采用模态分析方法计算2种典型瞬态工况下核主泵轴系的一阶弯曲临界转速及模态振型。结果表明:随着预载荷系数的增大,叶轮和下飞轮处的弯曲程度减小,轴系的临界转速升高;当预载荷系数超过0. 4时,临界转速急剧增大,范围迅速减小。     

调整微型涡喷发动机临界转速的方法

微型涡喷发动机工作转速高,其二阶或三阶临界转速往往在其工作转速之内。阐述了一种不增加额外装置而调整微型涡喷发动机转子系统临界转速的方法。首先采用有限元法对转子系统进行临界转速计算,并通过试验数据修正计算模型。然后对影响临界转速的要素进行敏感度计算,从中确定几个对临界转速影响较大的要素,并对其进行调整就可以达到调整临界转速的目的,具有方向明确,节省时间的特点。     

基于离心泵全流场的流固耦合分析

运用ANSYS workbench软件,选取IS100-65-200型单级单吸离心泵作为研究对象,对离心泵包括叶轮、螺母和轴等转子系统进行单向流固耦合分析。在流固耦合计算中,施加到固体结构的流场载荷不仅有叶轮和蜗壳内部流场,同时还考虑了叶轮前后腔的流场载荷;对转子系统力学分析仅对轴承与轴接触处采用轴向和径向约束较符合实际的约束条件。此外,为了解泵转子系统的固有频率和临界转速等问题,本文还对转子系统进行了模态分析,得到了其固有频率和振型,并将计算得到的临界转速与常规的临界转速计算结果进行了对比分析。     

基于流固耦合的耐高温双吸双流道泵强度分析

基于CFD性能预测方法,对双吸双流道泵内部流场进行三维数值模拟,将流场的计算结果作为结构场的初始条件。采用单向流固耦合方法对泵转子系统进行仿真计算,以预测其在不同的温度条件下,泵转子系统的强度和刚度。研究结果表明,各部件的最大等效应力远远小于材料的许用应力,最大变形都在工程允许的范围之内。各阶固有频率远离泵的叶频与轴频,各阶临界转速远远高于额定转速,泵运行过程中发生共振的可能性极小。该研究可为进一步研究双吸双流道泵的水力设计和结构优化提供一定的参考。