發(fā)布時間：2020-07-16 14:32

【摘要】：在航空航天、石油石化領(lǐng)域,現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子朝著高速、大功率的方向發(fā)展。對于工作轉(zhuǎn)速在臨界轉(zhuǎn)速之上的柔性轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子在啟停過程中過臨界,或者受到其它激振力時,容易出現(xiàn)振動過大,甚至失穩(wěn)。尤其對于航空發(fā)動機(jī)中的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子振動問題更加突出。另外石油化工設(shè)備及管道振動問題也一直是阻礙企業(yè)安全生產(chǎn)的重要因素。針對轉(zhuǎn)子過臨界振動和故障振動問題,本文設(shè)計了新型整體式彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器(Integral Elastic Ring Squeeze Film Damper 簡稱 IERSFD,又被稱為整體式彈性環(huán)阻尼支承)和磁流變整體式彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器(Magnetorheological Integral Elastic Ring Squeeze Film Damper 簡稱MIERSFD,又被稱為磁流變整體式彈性環(huán)阻尼支承)。本文將IERSFD應(yīng)用于Jeffcott轉(zhuǎn)子及雙轉(zhuǎn)子支承,進(jìn)行轉(zhuǎn)子過臨界振動控制的減振效果實(shí)驗(yàn)研究;將MIERSFD應(yīng)用于四盤轉(zhuǎn)子,進(jìn)行基于NI控制的轉(zhuǎn)子過臨界振動抑制實(shí)驗(yàn);同時進(jìn)行了 IERSFD抑制Jeffcott轉(zhuǎn)子不對中故障的實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)對比了兩種雙轉(zhuǎn)子動平衡方法;對圓孔阻尼密封抑制流體激振進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析;對粘滯阻尼技術(shù)應(yīng)用于石化設(shè)備管道減振進(jìn)行了研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)基于降低支承剛度,增加支承阻尼,降低轉(zhuǎn)子過臨界振動的原理,開發(fā)設(shè)計了整體式彈性環(huán)阻尼支承(IERSFD)和磁流變整體式彈性阻尼支承(MIERSFD),構(gòu)建減振力學(xué)模型,并用有限元軟件計算分析影響IERSFD剛度的因素。(2)搭建Jeffcott轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺,進(jìn)行剛性支承和IERSFD做支承時轉(zhuǎn)子過臨界振動對比實(shí)驗(yàn),研究IERSFD使用不同粘度阻尼液對轉(zhuǎn)子過臨界振動的影響規(guī)律,并進(jìn)行IERSFD對轉(zhuǎn)子不對中故障的抑制實(shí)驗(yàn)。(3)搭建模擬航空發(fā)動機(jī)的渦輪高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺,進(jìn)行MIERSFD通入不同電流時,半主動控制轉(zhuǎn)子過臨界振動的實(shí)驗(yàn)。(4)搭建雙轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺,研究雙轉(zhuǎn)子振動特性,進(jìn)行了雙轉(zhuǎn)子動平衡實(shí)驗(yàn),研究不同平衡方法對轉(zhuǎn)子過臨界振動的影響;并將IERSFD應(yīng)用于雙轉(zhuǎn)子,進(jìn)行雙轉(zhuǎn)子過臨界減振實(shí)驗(yàn)。(5)對于圓孔阻尼密封應(yīng)用于高速渦輪泵,抑制流體激振,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和總結(jié)。考察了新疆某煤化工企業(yè),針對MTO煤基制烯烴裝置中的急冷塔進(jìn)塔管線振動問題,通過振動分析與減振模擬,設(shè)計了減振方案,實(shí)施方案后解決了振動問題。針對山東濰坊某石化企業(yè)的重交瀝青裝置中的換熱器至閃蒸塔管線振動問題,提出了粘滯性阻尼減振方案,減振改造后,振動降低87%,效果明顯。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH113
【圖文】：

筒銑出很多長形孔而形成，因?yàn)榛\條的轉(zhuǎn)接圓弧較小，工作時產(chǎn)生較大應(yīng)力集中，造逡逑成疲勞強(qiáng)度較差；拉桿式的籠條是單獨(dú)加工成的圓鋼，轉(zhuǎn)接圓弧較大，避免較大應(yīng)力逡逑集中［９］。貝斯發(fā)動機(jī)的高壓渦輪后支點(diǎn)采用的鼠籠彈支如圖１－１所示。逡逑圖１－１鼠籠式彈支結(jié)構(gòu)［９１逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｓｑｕｉｒｒｅｌ邋ｃａｇｅ邋ｅｌａｓｔｉｃ邋ｓｕｐｐｏｒｔ１９１逡逑１－軸承機(jī)匣；２－彈支；３－限制器逡逑為了減小鼠籠式彈性支承軸向長度，設(shè)計了折回式懸臂鼠籠彈性支承，它是由加逡逑工的內(nèi)外鼠籠式套筒在一段釬焊而成［９］，其結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。逡逑６逡逑

逡逑圖１－２折回式鼠籠彈性支承［９］逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｒｅｔｏｒｔ邋ｔｙｐｅ邋ｓｑｕｉｒｒｅｌ邋ｃａｇｅ邋ｅｌａｓｔｉｃ邋ｓｕｐｐｏｒｔ１９１逡逑卜鼠籠外套同；２－限制器；３－軸承；４－鼠籠內(nèi)環(huán)；５－轉(zhuǎn)子軸逡逑鋼環(huán)式彈性支承屬于徑向型結(jié)構(gòu)，分為單環(huán)和多環(huán)式，圖１－３所示為羅羅公司威逡逑派爾發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子用單環(huán)鋼環(huán)式彈性支承，外環(huán)的ＡＢＣＤ四個凸起與機(jī)匣鋼套配合，外逡逑環(huán)ＥＦＧＨ四個凸起用作限制器，內(nèi)環(huán)ＩＪＫＬ四個凸起與軸承外環(huán)配合，ＩＪＫＬ凸起表面逡逑形成的圓與ＥＦＧＨ凸起表面形成的圓同心，ＡＢＣＤ凸起表面形成的圓圓心偏下，轉(zhuǎn)子逡逑在重力下三圓心重合［９］。逡逑０逡逑圖１－３鋼環(huán)式彈性支承［４１］逡逑Ｆｉｇ．１－３邋Ｓｔｅｅｌ邋ｒｉｎｇ邋ｅｌａｓｔｉｃ邋ｓｕｐｐｏｒｔ［４１］逡逑鋼環(huán)式彈支與軸承座或變形限制器之間存在一定的配合間隙，鋼環(huán)被凸臺分割成逡逑ｍ個圓弧段時，只有（ｍ／２）－ｌ個環(huán)段受力，當(dāng)受到過大載荷時，環(huán)段可能與軸承座或變逡逑形限制器碰觸，引起剛度突變［９，３５］。逡逑擠壓油膜阻尼器通常與彈性支承配合使用

Ｆｉｇ．１－２邋Ｒｅｔｏｒｔ邋ｔｙｐｅ邋ｓｑｕｉｒｒｅｌ邋ｃａｇｅ邋ｅｌａｓｔｉｃ邋ｓｕｐｐｏｒｔ１９１逡逑卜鼠籠外套同；２－限制器；３－軸承；４－鼠籠內(nèi)環(huán)；５－轉(zhuǎn)子軸逡逑鋼環(huán)式彈性支承屬于徑向型結(jié)構(gòu)，分為單環(huán)和多環(huán)式，圖１－３所示為羅羅公司威逡逑派爾發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子用單環(huán)鋼環(huán)式彈性支承，外環(huán)的ＡＢＣＤ四個凸起與機(jī)匣鋼套配合，外逡逑環(huán)ＥＦＧＨ四個凸起用作限制器，內(nèi)環(huán)ＩＪＫＬ四個凸起與軸承外環(huán)配合，ＩＪＫＬ凸起表面逡逑形成的圓與ＥＦＧＨ凸起表面形成的圓同心，ＡＢＣＤ凸起表面形成的圓圓心偏下，轉(zhuǎn)子逡逑在重力下三圓心重合［９］。逡逑０逡逑圖１－３鋼環(huán)式彈性支承［４１］逡逑Ｆｉｇ．１－３邋Ｓｔｅｅｌ邋ｒｉｎｇ邋ｅｌａｓｔｉｃ邋ｓｕｐｐｏｒｔ［４１］逡逑鋼環(huán)式彈支與軸承座或變形限制器之間存在一定的配合間隙，鋼環(huán)被凸臺分割成逡逑ｍ個圓弧段時，只有（ｍ／２）－ｌ個環(huán)段受力，當(dāng)受到過大載荷時，環(huán)段可能與軸承座或變逡逑形限制器碰觸，引起剛度突變［９，３５］。逡逑擠壓油膜阻尼器通常與彈性支承配合使用，而將兩者性能結(jié)合起來，開發(fā)阻尼彈逡逑性支承是發(fā)展方向［３６］。目前擠壓油膜阻尼器主要有以下幾類：逡逑傳統(tǒng)ＳＦＤ。傳統(tǒng)的ＳＦＤ結(jié)構(gòu)比較簡單

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃秀金;何立東;邢健;王锎;;變頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼器在線控制轉(zhuǎn)子振動的應(yīng)用研究[J];振動工程學(xué)報;2015年05期

2 李兵;程定春;江志敏;;彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力特性試驗(yàn)研究[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2015年04期

3 李全坤;廖明夫;蔣云帆;;雙轉(zhuǎn)子不對中故障振動特性分析[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2014年12期

4 錢伯章;;陜西延長石油集團(tuán)MTO聯(lián)合裝置一次投產(chǎn)成功[J];石油煉制與化工;2014年09期

5 楊冬;;核島重要設(shè)備和管道液壓阻尼器的結(jié)構(gòu)及維護(hù)[J];中國核電;2014年01期

6 胡朋;何立東;張震坤;呂成龍;;基于阻尼減振技術(shù)的熱電廠減溫減壓器管道研究[J];機(jī)電工程;2014年01期

7 田野;孫巖樺;丁成偉;楊利花;虞烈;;不同支撐和轉(zhuǎn)子裝配方式的高速電機(jī)臨界轉(zhuǎn)速分析[J];振動與沖擊;2013年08期

8 袁立方;;基于CAESARⅡ的大拉桿橫向型波紋補(bǔ)償器在供熱管道設(shè)計中的應(yīng)用分析[J];輕工科技;2013年01期

9 劉勇;文立華;;彈性環(huán)式柔性支撐有限元分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2012年11期

10 竇唯;吳乃軍;劉占生;;高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)油膜渦動動力學(xué)特性及其影響因素[J];噪聲與振動控制;2012年05期

相關(guān)會議論文 前4條

1 方明宇;朱惠紅;陳靜偉;郭朝;;直管壓力平衡復(fù)式拉桿型補(bǔ)償器[A];第十三屆全國膨脹節(jié)學(xué)術(shù)會議論文集——膨脹節(jié)技術(shù)進(jìn)展[C];2014年

2 鄧旺群;王毅;王楨;;對轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)低壓轉(zhuǎn)子高速動平衡試驗(yàn)技術(shù)研究[A];第十五屆中國科協(xié)年會第13分會場：航空發(fā)動機(jī)設(shè)計、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];2013年

3 徐方程;劉占生;;鼠籠彈性支承靜剛度試驗(yàn)研究[A];第9屆全國轉(zhuǎn)子動力學(xué)學(xué)術(shù)討論會ROTDYN'2010論文集[C];2010年

4 鄧旺群;舒斯榮;劉洪忠;;對轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)模擬低壓轉(zhuǎn)子高速動平衡試驗(yàn)研究[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 馮浩然;管道減振技術(shù)及基于動力吸振器的轉(zhuǎn)子振動控制研究[D];北京化工大學(xué);2017年

2 楊秀峰;轉(zhuǎn)子磁流變阻尼及管道阻尼減振技術(shù)研究[D];北京化工大學(xué);2016年

3 李杰;機(jī)動飛行條件下航空發(fā)動機(jī)雙轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性分析[D];天津大學(xué);2016年

4 呂江;管道及旋轉(zhuǎn)機(jī)械減振技術(shù)研究[D];北京化工大學(xué);2015年

5 劉廣超;含典型故障的雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性研究[D];東北大學(xué);2012年

6 蘇春峰;彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器動力特性研究[D];沈陽航空工業(yè)學(xué)院;2009年

本文編號：2758122