标高对转子-滑动轴承系统动力学特性影响研究

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1、第53卷第2期汽轮机技术Vol_53No．22011年4月TURBINETECHNOLOGYApr．2011标高对转子一滑动轴承系统动力学特性影响研究顾卫东，王永亮，方勃，刘占生，黄文虎(1哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001；2哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001)摘要：通过理论和实验研究了多跨转子一轴承系统标高对其轴承载荷分配、临界转速及稳定性的影响规律。结果显示，轴承标高变化对柔性转子临界转速影响较小，但对轴系稳定性有较大影响。研究结论为多跨轴系标高设计及现场调试提供依据。关键词：滑动轴承：标高；临界转速；失稳转速分类号：TH1

2、33文献标识码：A文章编号：1001-5884(2011)02-0125-04ResearchonCharacteristicsofRotor—beatingSystemwithDifferentBeatingElevationGUWei—dong，WANGYong-liang，FANGBo，LIUZhan·sheng，HUANGWen—hu(1SchoolofAstronautics，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China；2SchoolofEnergyScienceandEngineering。Ha

3、rbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Inthispaper，thebearingloaddistribution，thecriticalspeedandthestabilityofmulti—spanrotor·beatingsystemwasinvestegated．Theresultsindicatedthatbearingelevationhadlittleinfluenceonthecriticalspeedofflexiblerotor．bearingsystem，butha

4、dmuchinfluenceonthestability．Theconclusioncanbeusedinthedesignofmuhi-spanrotor—bearingsystemandthepraticalengineer．Keywords：slidingbearing；bearingelevation；criticalspeed；instabilityspeed圆瓦轴承标高变化0前言竺—三——堂———墨——r——兰———竺一多跨各支撑轴承载荷转子标高变化是现场实际运行中引起系统不稳定的主要因竺垩塑塑垩兰实素之一_l，对于滑动轴承支承的多跨转子系统而

5、言，由于轴承轴承动力特性系数验系统验外界条件变化等因素会导致多跨转子支承轴承的标高抬起修正证或下沉0，影响系统的对中状态，系统产生附加应力和附轴系动力学模型加弯矩，会引起异常振动。而且轴承的载荷将会重新分配，使载荷分配偏离设计要求，进而影响油膜力的动力特性，容多跨转子一轴承系统动力学特性易产生油膜失稳。针对这一情况，本文研究标高对多跨轴系轴承载荷分配的影响、以及轴承标高对轴系临界转速图1分析思路及稳定性的影响。轮盘10轮盘8轮盘7轮盘5轮盘1图1为标高对多跨转子一轴承系统动力学特性影响研究思路，首先改变某一轴承处轴承座的标高，利用粱的静不定分析法对转子在静

6、止状态下各轴承的载荷进行计算，获得各轴承的静载荷分布。，进而根据圆瓦滑动轴承流体图2转子一轴承系统结构示意图润滑理论计算各轴承的动力特性系数，结合多跨转子动力学方程，建立该标高下多跨转子一轴承动力学方程，利用特系由10个轮盘及转轴组成，通过1号～6号圆瓦滑动轴承支征值法分析轴系临界转速及稳定性，最后通过实验验证本撑，轮盘1～4、轮盘6和轮盘9质量均为40kg，直径转动惯量文理论分析结论。为0．39kg·m。轮盘5、7、8及轮盘1O质量为56kg，直径转动惯量为0．86kg·m。表1为支撑轴承相关参数，表2为转轴具1考虑标高的转子一轴承系统动力学模型体结构参

7、数。利用有限元法对多跨转子轴系进行动力学建模，将整个图2为奎文砑究蹬技王一轴承系统结构示意图，轴系统分为15段、16个节点，并获得轴系动力学方程如下：收稿日期：201l-01-05作者简介：顾卫东(1968一)，男，博士研究生，主要研究方向为转子动力学及故障诊断方面的研究。126汽轮机技术第53卷表1支承轴承参数冬嘏睡暴表2转子参数l号轴承标高m2号轴承标高m段号段长外径段长外径．杈(l号轴承标高(6)2号轴承标高innllainlllnlmm116542915644l二：=；嚣214o461021442耀黼312846l142440憷暴～～4l4O461

8、22144251654213l56443号轴承标高Ip．m4号轴承