大型动力系统轴系低频振动及其主动控制的研究

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1、第24卷第4期动力工程Vol.24No.42004年8月POWERENGINEERINGAug.2004文章编号:100026761(2004)0420457204大型动力系统轴系低频振动及其主动控制的研究张俊红,　于镒隆(天津大学,天津300072)摘　要:从国内外现状、技术水平与特点等方面综述大型动力系统轴系低频振动的研究情况。总结了前人在轴系振动方面的研究成果,探讨未来的发展方向,指出了轴系低频振动研究上存在的问题以及轴系低频振动研究在动力学分析、测试技术、控制技术方面的发展趋势。参12关键词

2、:动力机械工程;低频振动;主动控制;发展趋势;旋转轴系;动力系统中图分类号:TK263.2文献标识码:AResearchonLowFrequencyVibrationandActiveControlofShaftsintheLargePowerSystemZHANGJun2hong,YUYi2long(TianjinUniv.,Tianjin300072,China)Abstract:Thispapergivesthegeneralexpatiationofthedevelopmentofthelo

3、wfrequencyvibrationofshaftsinthelargepowersystemfromthepurposeandsignificanceofthestudy,thepresentconditionofdomesticandinternationalresearch,andtechniquecharacteristicsandlevels,andsoon.Itmakesasum2maryoftheresearchresultsofthevibrationofshaftsattaine

4、dbyformers,anddiscussesthedirectionofdevelopmentinthefuture,andpointesoutthecurrentproblemsandthedevelopmenttrendofshaftsthestudyonlowfrequencyvibrationofshaftsindynamicalanalysis,testtechniqueandcontroltechnique.Refs12.Keywords:powerandmechanicalengin

5、eering;lowfrequencyvibration;activecontrol;developmenttrend;rotatingshafts;powersystem　　本文所指大型动力系统低频振动是(诸如汽轮轻量化方向的发展,其组成零部件的柔度不断加大,机、水轮机、燃气轮机、工程车用柴油机、船舶用内燃系统的固有频率逐渐降低;同时,随着动力机械向高机、直升机旋翼系统等)大型动力机械的振动幅值较速化方向的发展,转动件惯性力急剧加大,激振频率强、振动频率较低(不超过150Hz,一般为0.1～上升。

6、在这种情形下,原本按刚性件设计的动力系统50Hz,系统固有频率较低或者振动频率低于系统固实际运转时表现出弹性体特征,引用弹性动力学分有频率)、破坏性较大的振动。目前,认识到产生低频析(Elasto2DynamicAnalysis)理论进行分析研究时振动的原因来自两个方面:①振动固有频率较低、幅发现存在低频振动;②柔性激励因素,即某些非稳定值较大的柔弹性体因素,即随着动力机械向大型化、的柔性激励(比如燃气轮机的蒸汽激励、水轮机的水流冲刷激励、内燃机的进排气波动、直升机螺旋桨空收稿日期:20032102

7、14修订日期:2004203221作者简介:张俊红(19622),女,博士,天津大学机械工程学院副气扰动、大型鼓风机空气扰动、轴承油膜参数激励教授,硕士生导师。目前,主要从事动力系统现代设计、动力系等)引起的与负荷变动有关而与运转速度无关的、频统振动与噪声及其主动控制等方面的研究工作。率低于系统固有频率的振动。·458·动　力　工　程第24卷　以前,人们研究大型动力系统低频振动旨在指而引起系统工作失效;尤其是旋转机械系统,其低频导现场运行,采取合理的措施(调节油温、改变间隙振动包含着丰富的振动机理及

8、表现形式,其中包括等)避免轴系事故;随后的研究用于工程动力学系统大量的非线性振动。动态辅助设计,以便在开发设计阶段就能考虑到提在实际运行中的各种大型动力机械旋转系统产高动力装置抗御事故的能力;当前的低频振动研究生低频振动的原因也很多,就汽轮机多支承转子系则开始应用主动控制技术来降低振动危害。新兴的统而言,除了弹性体因素,还有比如①质量分布不振动主动控制技术在国民经济与社会发展中具有广均、转子不平衡产生的工频振动;②联轴器对中不良阔的应用前景,但在我国研究起步较晚。因此