摩擦力沖擊-熱沖擊耦合作用下的不穩(wěn)定振動(dòng)理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著機(jī)組向大型化和高參數(shù)方向發(fā)展，對(duì)機(jī)組性能要求也越來越高。為了減少漏汽（氣），提高效率，旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)靜間隙往往設(shè)計(jì)的很小，從而增加了動(dòng)靜摩擦的可能。摩擦發(fā)生后，輕則引起機(jī)組不穩(wěn)定振動(dòng)，重則引起轉(zhuǎn)子彎曲甚至軸系破壞事故，摩擦故障成為影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。針對(duì)摩擦力沖擊與熱沖擊引起的振動(dòng)理論與試驗(yàn)研究是目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　 摩擦發(fā)生時(shí)，轉(zhuǎn)子上將同時(shí)受到摩擦力沖擊/熱沖擊的作用。本文首先建立了摩擦轉(zhuǎn)子力沖擊振動(dòng)模型，

2、結(jié)合某發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子模型進(jìn)行了仿真分析，對(duì)某壓縮機(jī)發(fā)生的摩擦力沖擊振動(dòng)故障特征進(jìn)行了分析。在摩擦力沖擊效應(yīng)試驗(yàn)研究方面，通過在試驗(yàn)裝置中加入阻抗頭，實(shí)時(shí)測(cè)試動(dòng)靜摩擦過程中的碰撞力，利用力信號(hào)判斷動(dòng)靜摩擦程度。在試驗(yàn)臺(tái)上研究了摩擦力沖擊振動(dòng)特征，詳細(xì)分析了單點(diǎn)摩擦、局部摩擦與全周摩擦情況下轉(zhuǎn)子振動(dòng)波形、頻譜與軸心軌跡的變化特征。在此基礎(chǔ)上建立了摩擦熱彎曲模型。利用該模型對(duì)某實(shí)際轉(zhuǎn)子不同工況下發(fā)生的摩擦熱彎曲振動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析，深入研究了

3、摩擦過程中轉(zhuǎn)子振動(dòng)幅值與相位變化情況、截面溫度分布、轉(zhuǎn)子熱彎曲量以及摩擦力變化趨勢(shì)。利用該模型較好地解釋了現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組在啟動(dòng)及定轉(zhuǎn)速下發(fā)生的不同摩擦熱彎曲振動(dòng)現(xiàn)象。在試驗(yàn)臺(tái)上研究了摩擦熱彎曲振動(dòng)特征，分析了不同轉(zhuǎn)速條件下轉(zhuǎn)子振動(dòng)幅值與摩擦力隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，實(shí)測(cè)了摩擦熱沖擊引起的摩擦截面周向溫度分布與軸頸熱彎曲情況。
　　 針對(duì)時(shí)域積分法分析摩擦轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性時(shí)存在計(jì)算時(shí)間長、占用內(nèi)存多、計(jì)算工作量大等問題。本文建立了摩擦轉(zhuǎn)

4、子熱彎曲方程與轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方程耦合方程。通過求解耦合方程系數(shù)矩陣特征值實(shí)部來判斷轉(zhuǎn)子摩擦熱穩(wěn)定性。結(jié)合實(shí)際轉(zhuǎn)子模型分析了轉(zhuǎn)速、動(dòng)靜摩擦剛度、摩擦位置等因素對(duì)轉(zhuǎn)子摩擦熱穩(wěn)定性的影響。
　　 同步渦動(dòng)情況下，滑動(dòng)軸承支撐的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)也可能會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定振動(dòng)。本文首先利用傳遞矩陣法計(jì)算了軸系中軸承載荷與靈敏度，根據(jù)軸承載荷分析了軸承內(nèi)軸頸的靜平衡位置。在此基礎(chǔ)上建立了同步渦動(dòng)引起的轉(zhuǎn)子熱彎曲振動(dòng)分析模型。以初始不平衡量為控制參數(shù)，研究了不同