基于非连续性特点的盘式拉杆转子轴承系统弯振动力学研究

发布时间：2020-03-28 00:57

【摘要】： 随着燃气轮机技术的不断发展,盘式拉杆转子获得了较为广泛的应用。该类转子具有非连续性和非整体性的结构特点,这使得该种转子的振动特性与一般连续整体转子有较大区别。现有转子动力学的研究对象主要为连续整体转子,对盘式拉杆转子做振动计算时往往以连续整体转子对待,或用刚度系数修正的办法做近似处理,所得结果均不太理想,难以满足工程实际的需求。因此,有必要从理论上对这一课题做进一步深入的研究和探讨。针对盘式拉杆转子非连续性和非整体性的结构特点,本文对盘式拉杆转子各耦合接触处(轮盘接触界面、拉杆与轮盘耦合接触处)提出了三条基本力学假设。在将键合图模态分析法推广到连续梁弯曲振动模态分析的基础上,结合力学假设,建立了盘式拉杆转子弯曲振动的键合图耦合动力学分析理论模型。用所建模型对一试验盘式拉杆转子进行理论计算,所得结果与试验结果对比分析表明本文所建模型计算结果与实测结果吻合较好,且计算精度比以往用连续整体转子模型或用刚度系数修正法计算有较大提高,同时各计算结果对比也表明盘式拉杆转子的结构特点会使其固有频率有所降低,其值对轮盘接触面间当量弯曲刚度值较敏感。在进一步考虑轴承效应后,建立了盘式拉杆转子轴承系统动力学理论分析模型。计算表明,盘式拉杆转子的结构特点对其临界转速同样有着较大的影响,是计算中不可忽视的因素,其中轮盘表面加工精度的提高、拉杆预紧力的增大和轮盘级数的减少会使其临界转速值提高,而拉杆尺寸的增大将使其临界转速值降低。以上研究结果解决了工程实际中计算盘式拉杆转子轴承系统振动特性精度不高的问题,同时也给拉杆转子的设计提供了一定的参考,具有重要的应用价值。
【图文】：

整体转子,盘式,燃气轮机,振动特性

点而被广泛用于燃气轮机中，是燃气轮机中的核心部件。该种转子主要有周向拉杆式和中心拉杆式两种(一般以周向拉杆转子为常见)，两者都是由拉杆通过预紧力将叶片轮盘紧紧的拉紧组成转子，轮盘问通过摩擦力传递扭转力矩。图1一1为东方三菱重型燃气轮机M7o1F压气机部分与透平部分拉杆转子[42】。(从图中可看出，盘式拉杆转子主要由三部分组成:轮盘、拉杆和轮盘上的叶片，但其主体部分是轮盘与拉杆。考虑到叶片本身复杂的结构和动力学特性，，以及叶片数量的庞大，因此，本文在对盘式拉杆转子进行研究的过程中暂不考虑叶片的影响。)图1一 1M701F燃气轮机拉杆转子盘式拉杆转子由于结构复杂，其振动特性与一般连续整体转子有较大区别。目前对该种转子的研究主要侧重于实验方面，国外有很多实验研究，但过程及数据都是保密的，仅苏联考洛明斯克机车制造厂在《拉杆转子拉紧系统强度计算》中提到过:“当拉杆的总预紧力为等于和大于轮盘因自重引起弯矩所产生的轴向脱开力的二倍时

转子,实物,设备,细绳

因研究对象为自由一自由拉杆转子的振动特性，因此，在实验时用两根细绳将转子悬挂在空中。由于转子为轴对称结构，为此，将加速度传感器贴于转子一侧的水平轴线上，如图4一2，激振时，锤击转子的另一水平轴线，这样便避开了悬挂细绳对转子固有频率的影响。共有5个加速度传感器，按等间隔粘贴，实验结果取其平均值。蘸蘸蘸翼翼翼犷蜻蜻图4一2实验转子实物(5)主要仪器设备本实验采用了 LMS.IM队CT实验模态分析软件，该软件功能强大，计算过程全自动化，不需要手动进行烦琐的传递函数计算等，因而也不需要传统测振实验中的示波器、傅立叶变换分析仪等。此外，本实验还用到的主要仪器有:5个电压型加速度传感器、一个击振锤和一个支架。(6)实验方法及步骤锤击实验法操作较简单，将试验转子用细绳悬挂后用激振锤进行激振，由加
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH113

【参考文献】