分子泵转子-轴承系统动力学分析

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国工程物理研究院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：爱Ij和签字日期：2。IV年牛月8日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国工程物理研究院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国工程物理研究院可以将学位论文的全部或

2、部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：言d和签字日期：3,oly年￥月8日寥，之月镒讣低州名期奎雕耀字导签万方数据分子泵转子—轴承系统动力学分析摘要转子一轴承系统动力学分析是高速旋转机械设计中的一个重要环节。高速旋转机械的工作转速常在两阶临界转速以上，在此情况下，转予通过临界转速时会出现较大的振动，此时的振幅必须得到控制。在支承处设置阻尼器能有效控制转子

3、振幅。本文以高速小型复合分子泵为应用对象，研究粘弹性阻尼器的力学特性对转子—轴承系统动态特性的影响。本文主要包含以下内容：(1)建立分子泵转子一轴承系统的有限元模型。分析了分子泵转子一轴承系统的结构，确定了轴段、轮盘、支承等单元的系数矩阵，装配各单元系数矩阵，得出了系统系数矩阵及转子一轴承系统的运动方程。(2)求解运动方程。对转子一轴承系统进行了自由振动和受追振动分析，绘制了Campbell图，并求解出工作转速内的所有临界转速；计算得到转子的前三阶模态振型；计算了自由振动时的衰振系数，验证了系统的稳定性；计算了转

4、子上不同位置的不平衡响应；分析了粘弹性阻尼器的支承刚度、损耗因子对转子一轴承系统临界转速、不平衡响应等动态特性的影响。分析结果表明，转子的最大不平衡响应受粘弹性阻尼器的支承刚度和损耗因子的影响较大，而临界转速则主要受支承刚度影响；应避免粘弹性阻尼器支承刚度与永磁轴承支承刚度接近，以防出现较大振幅。(3)测量支承的静力学特性。构建了实验平台，测量了永磁轴承与粘弹性阻尼器在不同条件下的径向力．径向位移关系等静力学特性，并计算出支承刚度。(4)测量分子泵转子一轴承系统的动态特性。构建了动态特性实验平台，绘制出转子振动的

5、幅频图并与理论分析结果进行对比，验证了理论分析的正确性；绘制了振动的瀑布图，分析了转子振动的频率成分及转子的运行状态；绘制了不同转速下转子的轴心轨迹，用以检验转子—轴承系统是否运行正常。本文通过上述理论和实验研究，探索了支承单元力学特性对分子泵转子一轴承系统动态特性的影响，提出了一种减小转子振幅的途径，为分子泵支承单元的设计选用提供了理论指导。关键词：转子一轴承系统；粘弹性阻尼器；有限元模型万方数据分子泵转予—轴承系统动力学分析AbstractDynamicanalysisofrotor-bearingsyste

6、msisanimportantstepinrotarymachinerydesign．Hi曲-speedrotarymachinesalwayshaveaworkingspeedthatisabovethesecondcriticalspeed，insuchcases，severevibrationCanbeexpectedwhenpassingcriticalspeeds，whichmustbecontrolled．111edeploymentofdampersatsupportsCaneffectivelyc

7、ontrolvibration．Tllisthesisaimsatdamperapplicationonhigh-speedmolecularpump，investigatestheviscoelasticdamper’Seffectonthedynamiccharacteristicsoftherotor-bearingsystem．Followingstudiesareincluded：(1)Constructingfiniteelementmodelofthemolecularpump’Srotor-bea

8、ringsystem．Structureofthemolecularpump’Srotor-bearingsystemisexamined，andthematricesofshafts，diskandsupportsarederived，assemblethesematricesandthesystem’Sequationsofmotionareestablished．(