飞轮转子系统动力特性研究

发布时间：2019-08-27 12:22

【摘要】：“十二五”期间,是铁路建设加快推进的时期,高速、重载是铁路的必然发展趋势。在最新研制的机车滚动试验台中,模拟车辆的试验速度达到600km/h,并且需要能够模拟铁路车辆行驶过程中的多种工况,包括起动、加速、制动等,这就需要可靠的装置来储存和释放能量以模拟车辆的负载。使用飞轮来模拟车辆在多种工况下的负载,抑制速度波动,使试验台能够逼近车辆运行的真实情况。 飞轮高速旋转时会产生振动,而振动严重会使飞轮轴断裂,造成事故。所以,本文运用转子动力学的相关理论方法对飞轮振动进行研究。改变飞轮转子系统相关参数,利用传递矩阵法编程计算飞轮临界转速和不平衡响应。飞轮模拟的负载主要与转动惯量和转速有关。转速越高,模拟的负载也就越大,但转速过高,可能会导致振动加剧。挤压油膜阻尼器是广泛应用于航空发动机中的减振装置,在地面旋转机械中使用较少,本文对带挤压油膜阻尼器的飞轮转子动力特性进行了计算。经过计算、分析,得出以下结论： 1.飞轮质量在3700kg～4500k范围内时,质量越大,临界转速越低,相应的轴承处振幅也会越大； 2.飞轮转子系统支承刚度越大,临界转速越高,且两端支承刚度不对称时轴承处振幅相差较大；在一定范围内,支承跨距有一个最佳值,但是要综合考虑飞轮转子整体结构来选取跨距值； 3.挤压油膜阻尼器的弹支刚度在满足临界转速要求的前提下,只要强度允许,弹支刚度越低越好,但此时油膜间隙应该要大一些； 4.在一定范围内,增大不平衡量,幅频特性的影响基本不大,但挤压油膜阻尼器减振效果会增强； 5.在其它参数确定的情况下,油膜半径间隙存在一个最有利的范围。
【图文】：

1.飞轮轴;2.左端轴承;3.飞轮转子;4.右端轴承图2一1飞轮转子系统结构简图如图2一1所示为飞轮轴系结构。轴两端有滚动轴承支承，，飞轮与飞轮轴为热装过盈配合，由于飞轮的轴向尺寸较大，设计质量为4144kg，故装配时为两段式压装。飞轮在试验台中的作用主要是模拟车辆的负载，通过能量的存储和补充，使系统运转平稳，抑制转矩的波动，通过飞轮转速的大幅度升降来储存和释放能量，模拟车辆的制动、加速等各种工况，使试验系统趋近于真实的情况。

3.1转子的涡动与临界转速3.1.1转子的涡动如图3一1所示，是一个简单的转子一支承系统模型。当轴没有发生变形的时候，轴线为水平的，两个支点为刚性铰支，都位于、坐标轴上，此时圆盘中心为口。但由于转子的重力作用，转轴没有转动时也会产生静变形。设变形后轴线形状为ACB.当转子转动以后，由于可能存在不平衡等作用，转轴的弯曲变形会更大，变形后的圆盘中心为口，设卯以向径;表示。一般转子在安装时会做静平衡试验，故静变形的影响较小，设圆盘在轴线的中心，则。为AB的中点。为了不考虑静变形的影响
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH113

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 曾艳梅,赵可,罗华军;SS4改型机车摩擦减振器座及连接结构的改进[J];电力机车与城轨车辆;2005年04期

2 付才高,冯心海,许世安,李希凡,祝长生;高速转子支承阻尼系统减振特性试验研究[J];航空动力学报;1988年04期

3 付才高,李希凡;柔性转子-挤压油膜阻尼器系统突加不平衡响应试验研究[J];航空动力学报;1989年01期

4 赵杰,晏砺堂,朱梓根,邓剑波;新型可动外环挤压油膜阻尼器减振特性研究[J];航空动力学报;1998年04期

5 江龙平,徐可君,唐有才,朱洪海;几种新型航空用挤压油膜阻尼器[J];航空科学技术;2000年06期

6 祝长生;陈拥军;;机动飞行时航空发动机转子系统的振动特性[J];航空学报;2006年05期

7 夏南,孟光;对挤压油膜阻尼器轴承和旋转机械转子—挤压油膜阻尼器轴承系统动力特性研究的回顾与展望[J];机械强度;2002年02期

8 李芸;传递矩阵建模法在轴横向振动分析中的应用[J];机械研究与应用;2005年04期

9 周明,倪维斗,于文虎;燃气轮机用弹支多孔油膜阻尼器调频减振的研究[J];清华大学学报(自然科学版);1999年03期

10 孟光;转子动力学研究的回顾与展望[J];振动工程学报;2002年01期

相关硕士学位论文 前1条

1 陈钊;弹支挤压油膜阻尼器动力特性分析方法研究[D];南京航空航天大学;2008年

本文编号：2529767