LMV-311型高速泵转子的临界转速计算与分析

发布时间：2017-05-09 21:06

  本文关键词：LMV-311型高速泵转子的临界转速计算与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高速泵是一种基于动能转换的新理论研发而成，用于输送小流量、高扬程介质的新型泵。与普通的离心泵相比，具有结构紧凑、工作可靠、轴向力小、寿命高、扬程曲线平坦等特点，其广泛应用于石油化工、航空航天、制药、消防等行业。 高速泵结构复杂，主要由电机、增速器和泵三部分组成。增速器作为高速泵的重要部件之一，其采用二级齿轮增速系统，高速轴输出转速可达每分钟上万转到几万转。为了保证高速泵转子系统安全、平稳运转，在设计高速泵转子系统时，，必须准确计算转子系统各阶临界转速，避免工作转速靠近转子临界转速产生共振，而影响泵的使用性能与寿命。 本文介绍了转子动力学理论中临界转速概念、影响临界转速各种因素及计算方法；采用克雷洛夫函数法、柔度系数法和Riccati传递矩阵法，分别计算了高速泵中间轴、高速轴转子系统的临界转速；利用专业转子动力学有限元软件Samcef Rotors，建立中间轴、高速轴转子系统一维梁单元模型，通过伪模态法对转子系统进行动力学计算与分析，得到转子系统的固有频率与模态振型；利用随机振动试验法中锤击法分别测量了中间轴、高速轴转子系统的固有频率以及利用模态法（单点激振，多点测量法）分别测量了中间轴和高速轴的模态振型；对比理论计算、有限元分析及试验测量结果，三者比较吻合。 本文利用理论计算、有限元分析及试验测量三种方法，对高速泵中间轴、高速轴转子系统进行深入分析与研究。由于转子系统的复杂性、模型的简化、边界条件的选取及弹性支承的选择等因素，会造成转子系统各阶临界转速有一定的误差，但是可预估转子系统发生共振的转速范围，转轴设计时，应避免工作转速靠近临界转速。
【关键词】：高速泵 临界转速 转子动力学 固有频率 模态振型
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH38
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 泵的定义和分类8
• 1.2 高速泵的发展及研究概述8-11
• 1.2.1 高速泵国外研究现状9-10
• 1.2.2 高速泵国内研究现状10-11
• 1.3 高速泵技术发展展望11-12
• 1.4 高速泵结构特点及工作原理12-14
• 1.4.1 高速泵结构12-13
• 1.4.2 高速泵的特点13
• 1.4.3 高速泵的工作原理13-14
• 1.5 Samcef Rotors 有限元仿真软件介绍14
• 1.6 课题来源及研究内容14-15
• 1.7 本章总结15-16
• 第二章 转子动力学理论及计算方法16-34
• 2.1 转子动力学研究内容及发展现状16-17
• 2.2 转子系统的临界转速17-25
• 2.2.1 单圆盘转子的临界转速17-20
• 2.2.2 多圆盘转子的临界转速20-21
• 2.2.3 用克雷洛夫函数求解转轴的临界转速21-25
• 2.3 影响转子系统临界转速的因素25-29
• 2.3.1 重力的影响25-26
• 2.3.2 阻尼的影响26-27
• 2.3.3 陀螺力矩的影响27-28
• 2.3.4 弹性支承的影响28-29
• 2.4 临界转速的主要计算方法29-33
• 2.4.1 柔度系数法（影响系数法）29-30
• 2.4.2 传递矩阵法30-31
• 2.4.3 有限元法31-32
• 2.4.4 模态综合分析法32-33
• 2.5 本章总结33-34
• 第三章 LMV-311 型高速泵中间轴的临界转速计算与分析34-47
• 3.1 中间轴力学模型建立34-35
• 3.2 克雷洛夫函数计算中间轴的临界转速35
• 3.3 中间轴不考虑陀螺效应时的临界转速35-36
• 3.3.1 固有频率理论计算35
• 3.3.2 单位力下位移计算35-36
• 3.3.3 中间轴临界转速计算36
• 3.4 中间轴考虑陀螺效应时的临界转速36-41
• 3.5 中间轴的动力学分析41-46
• 3.6 本章总结46-47
• 第四章 LMV-311 型高速泵高速轴的临界转速计算与分析47-59
• 4.1 高速轴的力学模型建立47-48
• 4.2 Riccati 传递矩阵法48
• 4.3 基于 Riccati 传递矩阵法求高速轴的临界转速48-52
• 4.4 高速轴的动力学分析52-58
• 4.5 本章总结58-59
• 第五章 LMV-311 型高速泵转子系统的振动测试与分析59-66
• 5.1 随机振动及模态试验59
• 5.2 中间轴固有频率及模态测试59-62
• 5.2.1 中间轴转子系统固有频率测试59-61
• 5.2.2 中间轴转子系统模态试验61-62
• 5.3 高速轴转子系统固有频率及模态测试62-65
• 5.3.1 高速轴转子系统固有频率测试62-63
• 5.3.2 高速轴转子系统模态试验63-65
• 5.4 数据结果分析与对比65
• 5.5 本章总结65-66
• 第六章 小结与展望66-68
• 6.1 总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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10 ;ANALYSIS ON MOTION STABILITY OF A HIGH-SPEED ROTOR-BEARING SYSTEM[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2005年02期

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本文编号：353292