輪盤超速試驗臺減振結構動態(tài)特性分析及優(yōu)化.pdf

1、船舶用燃氣輪機，是高速旋轉機械，其轉子屬于柔性轉軸。高速旋轉時，軸承—轉子系統(tǒng)的動態(tài)特性對機械穩(wěn)定運轉的平穩(wěn)性有重要的影響。影響平穩(wěn)性的問題普遍是振動問題，轉子大幅度的振動，可能會造成很多不必要的損失，有時還可能導致燃氣輪機的報廢。
　　本文中的超速試驗臺，是用來考核船舶用燃氣輪機輪盤高速旋轉性能的。試驗臺旋轉速度較高，為減小試驗臺轉子系統(tǒng)的振動，特別是避免共振，必須根據(jù)實際工況，設計合理的減振結構，使轉子系統(tǒng)的動態(tài)特性滿足高轉速

2、及避免共振的需求。
　　針對試驗臺的原減振方案采用滑動軸承支承，存在不滿足高轉速要求，且潤滑油泄漏嚴重的不足，確定了采用滾動軸承支承的新方案。新方案使用高速角接觸球軸承與鼠籠式彈性支承串聯(lián)的方式，達到減振目的；設計了減振結構，包括軸系部分、支承部件、潤滑及密封系統(tǒng)、動力裝置及殼體部分；利用CAD及PROE軟件建立了減振結構的二維及三維模型。
　　分析了減振結構的力學特性，利用有限元軟件ANSYS對鼠籠及轉軸結構進行了強度分析

3、，得到了變形及應力分布云圖；對軸承及鼠籠進行了剛度分析，分析了影響支承剛度的主要因素，得到了轉子系統(tǒng)的支承剛度值；對鼠籠及轉軸進行了模態(tài)分析，得到了各自的固有頻率及振型，為轉子系統(tǒng)動態(tài)特性分析提供了臨界轉速的邊界值。
　　利用傳遞矩陣法，分析了試驗臺鼠籠-軸承-轉子系統(tǒng)的動態(tài)特性。建立了試驗臺轉子的動力學分析模型，根據(jù)集總參數(shù)法，確定了試驗臺轉子典型部件及整體傳遞矩陣。通過MATLAB編程，得到了鼠籠-軸承-轉子系統(tǒng)的臨界轉速及振