对标准中轴系横向振动临界转速计算第一个方法的探讨

引言由于工作的需要,我们对标准所述轴系横向振动临界转速计算的第一个方法进行了分析、研究,发现由于推导频率方程(标准16页式(2))的方法欠妥当而增加了额外解。使用该方法计算轴系的临界转速很可能把额外解当成轴系的临界转速而导致计算错误。据了解某些轴系设计者目前还以该标准做为设计计算参考资料,因而有必要给以指出,以免造成设计错误,影响轴系正常工作而引起不必要的损害。     

基于有限元的多转子串联轴系扭转振动特性分析

以石化行业中典型三机组为对象,采用有限元方法分析了多转子串联轴系扭转振动特性.应用Dyrobes软件,采用积木式建模思想,构建了典型三机组扭转振动有限元实体模型,并分析了轴系扭转振动的Campbell图以及临界转速与振型等特性,结果表明多转子串联轴系的扭转共振临界转速点有效地避开了工作转速的±10%,以及二倍频与各阶临界转速的交点均不在工作转速安全裕值范围内,符合API工程标准.该方法建模简单、直观,可为多转子串联轴系转子的设计及机组安全运行提供理论及技术支持.     

超高速角接触球轴承-轴系统动态分析

在综合有限元法和滚道控制理论的基础上,给出了角接触球轴承－轴系统在超高速工况下运转时各阶临界转速的计算方法,并讨论了预紧力和转速对轴系临界转速的影响。     

用计入轴系回转效应的传递矩阵法分析船舶轴系的横向振动

文中简单叙述了用计入轴系回转效应,轴承刚度等因素的传递矩阵法计算船舶轴系横向振动的计算式,编出了计算程序,在 TQ—16电子计算机上对不同类型的实船轴系进行了计算分析,分析了轴承支撑刚度、靠近推进器的艉轴轴承支撑点的位置、轴承工作部分的长度、推进器等集中质量的回转效应、轴段的回转效应、轴系的工作转速及推进器的附水效应等因素对轴系固有振动频率的影响。指出上述诸因素,例如轴系的回转效应、轴系的工作转速等因素对不同类型的轴系所产生的影响是不同的,在研究轴系的横向振动时应充分考虑。     

用位移法求牙轮钻机的最大工作转速

从动力学观点出发,分析了钻杆的横向振动。用位移法求得钻杆的基频和相应的转速,确定了钻杆的长度、轴压和转动惯量与转速的关系,从计算可看出:由凿岩理论和动力学计算出的工作转速基本上一致。在钻杆长度相等的条件下,随轴压增加,其临界转速降低;在轴压为定值时,转速与杆长呈指数曲线关系变化。该法计算简捷,可为钻机的设计和自动控制提供参考。     

发动机变阻尼扭振减振器的轴系扭振抑制分析

以发动机曲轴系扭转振动为研究对象,分析了扭振减振器阻尼比参数的变化对轴系扭转振幅放大系数的影响,并开展了轴系变阻尼扭振减振器的设计工作.计算结果表明:装配变阻尼扭振减振器后,系统的自振频率和临界转速都相应有所升高;当变阻尼扭振减振器在各临界转速下选取最佳阻尼值时,轴系自由端各阶扭转振幅均有明显降低,显著改善了发动机的扭转振动特性,验证了变阻尼扭振减振器对轴系扭转振动抑制的有效性.     

磁流变阻尼器多目标靶向抑制四跨转子轴系过临界转速振动实验研究

针对四跨转子轴系过临界转速易发生振动过大且各跨转子之间耦合振动复杂的问题,研究了基于磁流变阻尼器的多目标靶向在线振动控制方法。搭建四跨转子轴系实验台,设计新型磁流变阻尼器并应用于自主开发的多目标靶向在线控制系统。模拟试车过程,研究了通入磁流变阻尼器内不同大小电流时,四跨转子轴系各跨转子振动的变化情况;由于四跨转子轴系过临界转速时耦合振动剧烈,因此提出基于转速的多目标靶向在线控制方法,采用在轴系中各跨转子临界转速附近开启、非临界转速关闭阻尼器的靶向分段控制策略,来实现在线抑制转子轴系过各阶临界转速时的振动。结果表明：磁流变阻尼器能抑制各跨转子过临界转速时的振动,且电流较大时抑振效果较好;应用带有多目标靶向在线控制系统的磁流变阻尼器能使四跨转子轴系在全转速范围振动较小,运行平稳。     

高速电机多层套装组合截面轴系临界转速的计算

提出了一种计算方法，解决了具有多层套装复杂转子轴系的电机临界转速的计算问题。首先，在考虑了剪力、弯矩、均布电磁力和陀螺力矩后，建立了轴段的运动偏微分方程，构造了四个特殊函数（这四个函数是克雷洛夫函数的推广），给出了通解的一般形式；其次，给出了一般结构的联结条件，求得了递推公式；最后，应用得到的计算公式对某型高速电机多层套装组合圆截面轴系的临界转速进行了计算，并对所得结果进行了分析，所得结论对电机设计及制造人员有一定的帮助和指导作用。     

基于磁流变阻尼器的双跨轴系PID振动控制研究

为了解决双轴串联的旋转机械在临界转速处产生共振问题,搭建了双跨转子实验台,在不改变原有支撑形式的条件下将磁流变阻尼器分别安装在串联的轴1、轴2上,并建立双跨轴系振动的半主动控制系统,采用比例-积分-微分（PID）控制方法,以振幅为反馈参数实时调节阻尼器电流,在线抑制双跨轴系的振动,并在此基础上通过整定PID控制的比例系数K研究其值对振动控制效果的影响。实验结果表明：基于磁流变阻尼器的PID控制系统可以有效控制两个串联轴在临界转速附近的振动;对临界振幅过大的转子宜采用较大K值,而对临界振幅较小的转子可适当减小K值。     

300MW发电机组转子密封轴承系统振动特性分析与测量

用多跨多轴承转子系统动力响应有限元—传递矩阵法建模，计算了发电机—励磁机转子及轴承密封环系统的瞬态动力响应。对密封环的动力特性及其对转子振动的影响进行了分析和计算。通过现场实测，证实某引进型３００ＭＷ发电机轴承处振动超差的主要原因是三个：１）励磁机轴系临界转速过于靠近工作转速；２）密封环动力响应的影响；３）轴系三支点的结构使得励磁机一阶模态与发电机二阶模态耦合     

基于ANSYS轴承试验台转子轴承系统临界转速计算

基于ANSYS动力学模块对轴系高速旋转机构进行了模态分析,得到了模态频率随自转速度变化的坎贝尔图,进而获得了临界转速,并分析了不同类型联轴器对转子-轴承系统的临界转速和各阶模态的影响。结果分析表明:处于刚性联轴器下的转子-轴承系统一阶临界转速高于弹性联轴器系统,影响幅度为6%;不同类型联轴器对转子-轴承系统的高阶特征频率影响较大;刚性联轴器对转子-轴承系统的各阶正反进动模态的影响是线性的,而弹性联轴器的影响是非线性的;弹性联轴器一定程度上降低了由于转子弯曲振动而造成油膜轴承损坏的可能性。     

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致.研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内.     

卷取机的临界轉速及其对最高卷取速度的限制

本文考虑了带卷的质量和卷筒轴自身的质量,将卷筒轴作为多自由度振动体系进行研究。根据机械振动理论,推导出卷筒轴的克雷洛夫两数形式的挠度方程。通过待定系数建立其频率方程,解得卷筒轴的固有频率,从而得到临界韩速的精确计算方法。依据临界蒋速规定了危险转速区,进而确定出合理的最高卷取速度。本文认为:为避免振动的影响,卷筒轴各种戟荷时的最高工作转速都应位于危险转速区之外,即远离临界蒋速。对目前通常使用的板带卷取机计算表明:虽然卷筒轴空载和卷重很小时的临界转速较高,随着卷重的增加,临界转速逐渐降低,但是,相对一定的卷取速度,卷筒空载或卷重很小时的工作转速比卷重很大时的工作转速相对来讲更高,更接近临界转速,若随着卷取速度的进一步提高将首先进入危险转速区,而发生共振。所以应根据卷筒轴空载或卷重很小时的最高工作韩速位于危险转速区之外作为确定最高卷取速度的合理条件。上述结论也说明:目前工程上简单地以公式n_k=(30)/π√(δg/Q)计算卷筒轴的临界转速是不合适的,因为这样确定最高卷取速度恰恰是最危险。     

汽轮发电机组冲转轴系故障案例及处理方法

针对某电厂中大修后的汽轮机在冲转过程中出现的轴振突变并引发跳机的实际问题进行了分析研究,结果发现轴系振动故障是由于机组的碰摩诱发的,并且转子刚好达到临界转速区域,导致振动瞬间增大;然后针对此故障采取相应的处理措施,妥善解决了此次轴系振动故障.这对于解决电厂机组在实际运行中的的突发轴系振动故障具有一定的借鉴意义.     

考虑轴柔性的二级齿轮减速器振动噪声研究

针对齿轮箱在实际运行过程中存在的轴系变形问题,提出了一种二级齿轮减速器在多源时变激励作用下振动噪声的计算方法。综合考虑齿轮、轴承时变刚度以及误差激励的影响,并引入二级齿轮相位关系,采用有限元法建立了计入轴柔性的二级直齿轮-轴-轴承系统耦合动力学模型。通过Newmark时域积分法求解系统动力学方程,得到各轴承动载荷,并分析了传动系统的固有特性及轴的静变形特征。采用有限元法对齿轮箱进行模态分析,提取箱体各阶固有频率与振型。以轴承频域动载荷为齿轮箱激励,利用模态叠加法计算得到齿轮箱的振动响应,并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行了计算。分析了轴柔性和转速对轴承动载荷与箱体辐射噪声的影响。仿真结果表明:计入轴柔性后,轴承动载荷波动幅值降低,激励频率成分也随之减少;在低频段200～900Hz与高频段1 800Hz附近,箱体的主要共振模式发生改变,顶部场点噪声有所降低;随着转速的升高,激起了传动系统轴系弯曲振动模式,并引起传动系统振动幅值增大,且齿轮箱顶部场点噪声明显大于两侧场点噪声。研究结果可为减速器的减振降噪设计提供理论参考。     

螺杆泵井驱动杆柱的偏磨和断裂动力学分析

油管或油杆的偏斜被认为是驱动杆柱偏磨和断裂的主要原因,但现有的防治方法不能从根本上解决其偏磨及断裂问题.根据驱动杆柱动力学理论,分析认为横向振动对驱动杆柱的偏磨和疲劳断裂有重要影响.建立了驱动杆柱的横向振动模型,提出了根据横向振动频率计算驱动杆柱临界转速的方法和通过控制驱动杆柱的转速来控制驱动杆柱的横向振动的防偏磨和断裂的方法,同时针对驱动杆柱的疲劳断裂现象,用安全系数法对其进行校核计算,从动力学角度为螺杆泵井驱动杆柱的偏磨和断裂问题提供了解决方法.     

螺杆泵井驱动杆柱的偏磨和断裂动力学分析

油管或油杆的偏斜被认为是驱动杆柱偏磨和断裂的主要原因,但现有的防治方法不能从根本上解决其偏磨及断裂问题.根据驱动杆柱动力学理论,分析认为横向振动对驱动杆柱的偏磨和疲劳断裂有重要影响.建立了驱动杆柱的横向振动模型,提出了根据横向振动频率计算驱动杆柱临界转速的方法和通过控制驱动杆柱的转速来控制驱动杆柱的横向振动的防偏磨和断裂的方法,同时针对驱动杆柱的疲劳断裂现象,用安全系数法对其进行校核计算,从动力学角度为螺杆泵井驱动杆柱的偏磨和断裂问题提供了解决方法.     

四跨转子应用调谐质量吸振器抑制临界转速振动实验研究

为解决多跨串联转子在升速降速过程中经过转子的临界转速区域会产生严重振动的问题,设计了一种新型质量调谐吸振器,搭建了四跨转子实验台并进行了实验研究。根据转速信号对四跨转子轴系进行有开关控制吸振器的振动控制研究,在转子过临界时吸合相应转子上吸振器的电磁铁,使吸振器的固有频率与转子临界转速对应的频率一致。结果表明,新型调谐质量吸振器能够有效抑制四跨转子过临界时的振动,同时避免了由吸振器产生的新共振对转子的影响,使四跨转子轴系在全转速范围内保持较低的振动幅值。     

离心机动特性的计算方法及其应用

为提高离心机动力特性的设计水平 ,讨论了典型离心机的转子 -支承系统建模方法 ,利用阻抗匹配法 ,配合 Ric-cati传递矩阵法及模态分析法对它的动特性进行计算 ,通过对转子 -支承系统的振型分析 ,明确了主要另部件对各阶临界转速的影响 ;同时 ,对该机的停机过程做了动特性测试 ,计算和实验取得了相符的结果。据此 ,成功地调开了该机在工作转速范围内的临界转速 ,并提出了该机驱动结构进一步改进的意见。为离心机动特性设计提供了理论方法     

船用中速柴油机轴系的扭纵耦合振动

用作者等提出的柴油机轴系耦合振动理论计算了某船用大功率中速柴油机轴第泊强烈的耦合振动，计算与实测结果的对比分析表明作者等提出的耦合理论不但适用于长行程低速大功率机而且适用于中速柴油机，进一步证实了耦合机理的正确性，还提出了避免轴系强耦合振动的措施。