小功率汽轮机轴系临界转速计算及其特性分析

本文应用ｐｒｏｈｌ法在微机上实现了小功率汽轮机轴系多阶临界转速计算，并对质点数、联轴器类型、刚性以及叶轮刚度对临界转速的影响作了定量分析，这对小功率汽轮机轴系的设计具有很大的实际意义。     

小功率汽轮机轴系临界转速计算及其特性分析

应用ｐｒｏｈｌ法在微机上解决了以下问题：（１）计算小功率汽轮机轴系临界转速及相应振型；自动进行数据准备，自动绘制主振型曲线，且考虑了叶轮刚度故计算精度较高。（２）定量分析联轴器类型及其刚性和叶轮刚度对临界转速的影响     

轴流式机组轴系临界转速分析及优化

水轮发电机组轴系的动力特性和稳定性关系到机组的安全稳定运行。为研究某大型立式轴流式机组轴系的自振特性，防止轴系因振动而损坏，采用转子动力学计算方法，建立了轴系的三维有限元模型，计算分析了机组轴系的临界转速特性。计算结果表明，因原有轴系刚度不足，导致一阶临界转速小于机组飞逸转速，轴系有可能出现共振，需对轴系进行优化。针对此情况提出提高轴系材料刚度和增加下导轴承两种优化方案。有限元计算表明，提高轴系材料刚度后机组一阶临界转速依然小于飞逸转速，不满足刚性转子的要求；而增加下导轴承可大幅提高一阶临界转速，对提升轴系运行稳定性有明显效果。     

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。     

基于I-DEAS的轴系临界转速有限元分析

风机轴的设计，除必须进行强度计算外，还需要确定轴的临界转速[1-2]，以避免轴系共振。本文通过一简单算例，即采用I-DEAS软件中梁单元模拟和三维实体单元模拟分别计算轴系临界转速[3-4]。通过对计算值与实测值进行比较分析后发现，采用I-DEAS软件中梁单元模拟和实体单元模拟计算轴系临界转速，均能满足工程精度需要，但实体单元模拟计算轴系临界转速的准确性更高。     

亚临界和超临界汽轮机强度振动与寿命设计判据的研究

根据多年的科研成果提出了亚临界和超临界汽轮机部件的强度、振动与寿命的20个设计判据。给出了汽轮机的部件静强度、结构有限元分析、隔板刚度、低压缸刚度、汽轮机胀差、叶片动强度、整体围带叶片动强度、长叶片颤振、第一种调频叶片振动、第二种调频叶片振动、整圈连接叶片组振动、轴系临界转速、轴系油膜涡动的稳定性、不平衡响应、轴系扭振频率、轴系扭振应力、汽流激振、低周疲劳寿命、蠕变寿命和蠕变与低周疲劳交互作用下寿命等20个设计判据和这些设计判据的应用范围。使用这些设计判据,可以在设计阶段校核和分析汽轮机部件的强度、振动和寿命设计的安全性与可靠性,为大型汽轮机的研制和生产提供了科学的依据。     

汽轮机转子临界转速计算分析

用递推公式对汽轮机转子临界转速作了计算分析,为临界转速的判断提供依据,汽轮机转子应该避免在临界转速或接近临界转速的附近运转,以免发生剧烈震动,确保运转安全.     

小功率不所轮机辆系临界转速计算及其特征分析

应用ｐｒｏｈｌ法在微机上解决了以下问题（１）计算功率汽轮机辆系临界转冢相应振型；自动进行数据准备，自动绘制主振型曲线，且考虑了叶轮刚度故计算精度较高。（２）定量分析联轴器类型及其人刚性和叶轮刚度对临界转速的影响。     

600MW亚临界机组轴系与单个转子临界转速的关系

对多转子组合系统与原各转子频率间的关系进行了理论推导。总结了国产600MW亚临界机组轴系各阶临界转速及其振型与单个转子临界转速间的关系,为轴系的设计和机组现场动平衡提供了理论依据。     

代替质体法求解旋转轴系的临界转速

机械传动轴系的设计，除应满足其足够的强度和刚度要求外，对于轴系在旋转过程中产生的振动也应予以足够的重视。特别是对于那些转速较高的转轴，因为安装在其上的回转零件，如齿轮、皮带轮、凸轮等，由于设计和制造等因素的影响，难以避免其重心的偏移。在高速旋转时，其质量的偏心，将产生离心惯性力，这种周期性的载荷势必引起转轴的横向弯曲振动，特别是在某个或某几个特定的转速下运转时，振幅会显著增大，引发共振，严重时会使轴系甚至整台机器破坏。但当转速在这些特定范围之外时，运转又趋于平稳，这些引起共振的相应转速称为临界转速。计算轴系临界转速的目的就是要使轴系的工作转速不与其临界转速重合或相接近，以避免共振现象的发生。     

基于球轴承动刚度的轴系动态特性分析与优化

轴系动态特性受轴承刚度影响,而轴承刚度随轴系转速呈强非线性。因而研究轴系动态特性首先需要确定轴承刚度。首先使用球轴承受力分析的拟静力学模型,计算球轴承不同转速下的刚度,计算轴承刚度时,考虑了轴承内圈由于离心惯性力造成的变形的影响,使刚度计算值精确化;进而使用梁单元对轴系进行离散建立轴系的有限元模型,并求解了轴系的临界转速;并以临界转速为优化目标、对轴承跨距及轴内径进行了优化,提升了轴系的动态性能。文中研究内容以Matlab为基础进行编程实现。     

高速飞轮试验机电主轴运转性能的试验研究

绍了一种高速飞轮试验机电主轴,研究了电主轴在通过4阶临界转速过程中的的振动情况。提出一种利用弹性支承的轴承支承方式,对比轴系分析结果和单径向弹性与轴径双弹性支承条件下的主轴振动可知．弹性支承对轴系的临界转速影响较小,但可以减小振动,并且轴、径双向弹性支承比纯径向支承振动更小。     

轮盘质量和位置对转子临界转速灵敏度分析

为提高火电机组效率,降低污染物排放量,汽轮机组在通流改造中级数有所变化,使转子质量和质心位置发生改变,导致转子临界转速变化,对运行造成一定影响。针对此问题,利用试验测量了不同轮盘质量和位置的转子临界转速,并与理论计算结果进行了比较分析,引入灵敏度分析方法分析了轮盘质量和位置变化对汽轮机转子临界转速的影响。试验研究得出了与理论分析吻合的结论,即转子临界转速随着轮盘质量的增加而减小,随着轮盘偏置量的增加而增加。轮盘偏置量对临界转速的灵敏度系数在0.25~2.4之间,偏置量越大,灵敏度系数越大;质量对临界转速的灵敏度系数在-0.35~-0.001之间,质量增加比例越大,灵敏度系数越小;偏置量对临界转速的影响远远大于质量的影响,大约是7~10倍;同一质量轮盘偏置量大于40%,对转子临界转速改变量较明显;同一偏置位置,质量增加量小于50%,对转子临界转速改变量较明显。这些结论为解决现场汽轮机转子临界转速的调整起到了借鉴作用。     

国产超临界600MW汽轮机组低压转子振动特性分析

以国产超临界600MW汽轮机组的振动特性为研究目标,通过有限元方法建立低压转子的三维动力学模型,计算转子各阶临界转速及相应的模态振型。进而考虑低压转子支承刚度随转速的变化关系,对支承刚度进行修正,分析这种变化对低压转子固有特性的影响。在此基础上考虑转子中部存在较大不平衡量的情况,计算转子轴振随转速的变化关系,分析这类不平衡对轴系动力学响应特性的影响,从而为汽轮机组的振动故障诊断及排故提供理论支持。     

飞轮储能系统轴系的优化设计研究

针对采用径向电磁轴承支承的飞轮储能系统中,工作转速会跨越临界转速而造成轴系所受应力强度过大及系统不稳定的问题,对储能飞轮的材料边缘线速度、所受弯曲应力,以及轴系的临界转速等方面进行了研究。对飞轮储能系统中飞轮本体的参数设计要求进行了归纳,提出了一种"以轻量化"为目的,以储能量要求、材料边缘线速度要求,轴系许用弯曲应力和工作转速与临界转速要求为约束条件的优化设计方案。研究结果表明,所得到的飞轮本体参数满足实际运行的需求,且为满足运行需求方案中质量最轻的方案。     

联轴器对压缩机轴系扭振的调节研究

在压缩机轴系中,联轴器不但起传递扭矩的作用,而且还有减小冲击、补偿各种因素引起的轴系相对位移和倾角.由联轴器联结的多跨转子系统的轴系扭转振动临界转速较为复杂,为避免其在工作转速的范围内,常需要进行结构的修改.本文通过分析及有限元动力学计算,针对某压缩机组轴系实例,阐明了利用联轴器调节轴系扭振的方法.当需要修改轴系动力学参数调整扭转临界转速时,修改联轴器参数是快捷、有效的方法.     

计及陀螺效应的高速齿轮轴系涡动现象及临界转速分析

高速齿轮轴系由于不平衡量等因素受陀螺效应会产生较大弯矩存在潜在共振危险,计及转轴及齿轮轮体陀螺效应,分别采用梁单元法和有限元法建立某型共轴高速直升机传动系统高速输入轴系模型,系统研究高速齿轮轴系不同振型的涡动现象,结合临界转速坎贝尔图,对比自由与约束模态和约束模态下不同轴承刚度对临界转速数值影响。结果表明：高速齿轮轴系扭转和伸缩振型在自由及约束模态均不会产生涡动,弯曲、节径等横向振型产生明显涡动现象,且在约束模态下涡动现象减弱;临界转速数值随约束模态轴承刚度增加呈增大趋势。在高速齿轮轴系临界转速准确计算中,轴承刚度及陀螺效应影响不可忽视。     

小汽轮机的技术发展方向

引言小汽轮机一般指功率25MW以下的汽轮机,由于功率比较小、多用于小型的地区发电厂、工业企业的自备电厂、热电联产电厂、风机和泵的驱动机等。小汽轮机的特点是结构简单、蒸汽初参数低、内效率低。当用于发电机驱动时,一般转速为3000r/min;当用于风机和泵的驱动时,二者的转速一般     

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。     

半主动TMD控制双跨轴系过临界振动的研究

针对多轴串联机械通过临界转速时振动过大的问题,对调谐质量阻尼器在双跨轴系振动控制中的应用进行了研究。并基于转子结构,设计了具有对称结构的笼式半主动调谐质量阻尼器用于控制轴系振动;搭建了双跨转子实验台,在不改变转子轴系原有支撑形式上,在两根轴上分别安装了调谐质量阻尼器,对调谐质量阻尼器对轴系各跨转子振动的影响规律进行了实验研究。研究结果表明,不可控调谐质量阻尼器可以有效抑制安装所在轴临界转速附近的振动,对相邻轴影响较小,但会引起新共振峰。根据此实验结果通过开关控制策略实现调谐质量阻尼器半主动控制,说明半主动调谐质量阻尼器可以在不停机的情况下,抑制转子轴系通过各阶临界转速时的振动,避免失谐。