《第四章转子振动.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章转子振动.ppt（40页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛第四章第四章 转子振动转子振动能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛旋转叶轮模态分析旋转叶轮模态分析l密度：7000kg/m3l弹性模量：2.0105MN/m2l泊松比：0.25l转速：1200 r/minl结构尺寸如下：能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛一阶振动阶型一阶振动阶型能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛二阶振动阶型二阶振动阶型能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛二阶振动阶型二阶振动阶型能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛二阶振动阶型二阶振动阶型能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙
2、涛三阶振动阶型三阶振动阶型能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛三阶振动阶型三阶振动阶型能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛 1 600.22 2 600.22 3 653.48 4 812.89 5 812.89 6 1629.9 7 1629.9 8 1650.6 9 2936.9 10 2936.9 轮系振动的自振频率随节点直径的增加而加大。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛第一节第一节 轮系振动轮系振动l叶轮叶轮叶片系统的具有节点直径的振动，简称为轮系振动叶片系统的具有节点直径的振动，简称为轮系振动 能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛能源与动力
3、学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l一类周期性结构的振动分析l哈尔滨工业大学总体研究室 黄文虎l哈尔滨电站设备成套设计研究所 邓连超 赵王昌l 哈尔滨工业大学学报，l周期性结构的振动涡轮机末级叶轮上整圈连接长叶片组的振动。利用传递矩阵法给出了这种闭合的周期性结构自由振动的计算程序。还探讨了叶片组在周期性激振力作用下的受迫振动,分析了激起共振的条件,并提出了叶片设计的“三重点”调频准则。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l三重点共振条件就是：l（）叶片组的节径数为 的振型的自然频率等于激振力第 阶谐波的频率，即 l（）节径数 等于谐波数
4、，即 能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l大型离心压缩机闭式叶轮动力特性分析l 大连理工大学学报 年月l验证了三重点共振条件有效性的同时，指出了其局限性，需要进一步研究闭式叶轮这类循环对称结构的共振机理，以完善三重点共振条件l对于叶轮叶片强迫响应问题，传统的分析方法是用坎贝尔图来预测叶轮机的强迫共振转速能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛轮系振动的自振频率随节点直径的增加而加大。当节点直径数不断增大时，轮系的自振频率将趋向于叶片一阶轴向振动的自振频率。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛第二节第二节 转子的临界转速转子的临界转速能源与动力学院 叶轮机械及流体工程
5、研究所 孙涛能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛一、单圆盘转子的临界转速一、单圆盘转子的临界转速能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛转子临界转速的计算方法转子临界转速的计算方法l能量法能量法l工厂常用的、计算单跨转子一阶临界转速的方法。l能量法的原则是：在振动周期内转子的最大位能和最大动能相等。根据这一条件来确定自振圆频率，从而可以求出转子的临界转速。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛实践证明，对于两端支承的转子，如果用静载荷（重力）作用下的静挠度曲线作为转子横向振动时的
6、最大挠度曲线，可以得到相当准确的结果。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛初参数法计算转子的临界转速初参数法计算转子的临界转速 l 在计算转子的临界转速时，除了计算一阶的，还要计算二阶的，甚至更高阶次的临界转速；l 除了考虑单个转子，还要考虑若干个转子串联组成的轴系的临界转速。l 还要考虑各种因素对临界转速的影响。l 用能量法来计算就不能满足工程上的需要了。目前我国广泛采用的是初参数法（Prohl法）。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l转子主振型曲线的绝对数值大小是求不出来的，只能求出各点振幅的相对值，或者主振型函数。能源与
7、动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛影响临界转速的因素影响临界转速的因素l1、转子温度沿轴向变化l 引起弹性模量变化l2、转子结构型式l 整锻转子：轮盘与轴为一体，影响轴的惯性矩，考虑对轴刚度的影响。与轮盘的厚度及轮盘间的距离有关。l 影响较小，考虑后计算提高2-4%。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l套装转子：对轴刚度的影响与轮毂的宽度、外径、内径及轮盘与轴之间的过盈值有关。l 考虑叶轮对轴的刚度的影响后，轮毂宽度不大的中压转子，计算值提高约10%；轮毂较宽的低压转子提高可达25%。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l3、轴系的临界转速和联轴器的影响l轴系临界转
8、速比单个升高l联轴器增加了转子的约束，提高了刚性。l刚性联轴器连接：计算时忽略联轴器弹性l半挠性（波形联轴器）：考虑刚性，采用柔度系数。l齿式联轴器：考虑刚性时，简化为铰链连接。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛国产国产300MW汽轮发电机组临界转速汽轮发电机组临界转速l一个高压，一个中压，两个低压转子，发电机转子能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l4、支撑弹性的影响l小型转子轴承可以按刚性处理。l大型转子按弹性支撑，实际临界转速低。l轴承座的动刚度系数，油膜的刚度系数随转速下降l临界转速的阶次越高，支撑影响越大。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛l5、叶轮
9、回转力矩的影响l转子弯曲，形成弓形转动。l转子以工作转速转动，还以一定角速度绕转子轴承中心联线作弓形回转，这种现象叫进动。l转子质量偏心常常引起正进动。l叶轮给轴作用力矩，为回转力矩。l转速较高，叶轮尺寸较大，叶轮不再两端支撑中间对称位置，叶轮在悬臂端，回转力矩较大，对临界转速影响大。l考虑回转力矩，转子临界转速与横向自振频率不同。能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛转子临界转速的校核标准转子临界转速的校核标准l1、尽可能避开共振；l固定转速运行透平：lncr(1.2-1.25)n;1.4ncr1n0.7ncr2l电力部门：固定发电用汽轮机避开15%l2、转子进行精确的平衡。能源与动
10、力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛引起转子振动的因素引起转子振动的因素l转子质量不平衡：原始质量不平衡，转动部件脱落和松动，转子热弯曲；l油膜涡动、油膜振荡：滑动轴承的次同步振动。l汽流激振：叶顶间隙激振力，密封流体力，部分进汽形成的静态蒸汽力。l轴系不对中：联轴器不对中，轴承中心标高偏差，转子静子不同心l转子发生裂纹能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛转速为2100r/min时二维频谱图 能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛转速为1500r/min时二维频谱图 能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛磁带记录仪频谱分析仪打印机存储设备绘图仪测量电路基频检测仪记录仪数据采集和分析系统l汽轮机l齿轮增速箱l压缩机l涡流传感器l速度传感器l加速度传感器l键相传感器旋转机械振动测量框图旋转机械振动测量框图能源与动力学院 叶轮机械及流体工程研究所 孙涛压电加速度传感器压电加速度传感器l测量非转动部件的绝对振动绝对振动的加速度。l适应高频振动高频振动和瞬态振动瞬态振动的测量。l传感器质量小，可测很高振级。l现场测量要注意电磁场、声场和接地回路的干扰。