转子系统不平衡响应传递规律研究

论文题目: 转子系统不平衡响应传递规律研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 动力机械及工程

作者: 范雷雷

导师: 杨建刚

关键词: 汽轮发电机组,不平衡响应,振动,转子系统,传递矩阵法

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 振动是影响汽轮发电机组安全稳定运行的关键因素之一。不平衡是最常见的振动故障,约占故障总量的80%以上。如何减少开机次数,提高动平衡效率一直是人们研究热点。由于不平衡故障的高发性及复杂性,转子系统不平衡响应特性也是目前转子动力学领域广泛研究的课题之一。本文针对存在质量偏心的Jeffcott转子,分析了不平衡引起振动的机理。并介绍了轴系和支撑系统的模化方法,运用Riccati传递矩阵法建立计算模型,求解不平衡响应。在Riccati传递矩阵法建立的计算模型基础上,本文用Matlab编制了计算不平衡响应的程序,利用开发的程序,我们对200MW汽轮发电机组的高压转子不平衡响应特性进行了计算分析,得出了一些有益的结论。　　我们针对在现场动平衡工作中发现的几起异常现象,建立了转子模型,对异常现象进行了计算分析。分析结果表明:转子两端支撑刚度不对称引起了这些异常现象。在支撑刚度不对称情况下,在转子上加对称不平衡量,不仅激发一阶分量,同时还激发出明显的二阶分量,同样,加反对称不平衡量,不仅激发二阶分量,同时还激发出明显的一阶分量,转子不平衡响应发生了变化。这一结论对动平衡工作中现场确定加重方式、判断不平衡位置、选择加重面,具有非常重要的工程应用价值。在动平衡工作中我们发现,在大多数情况下,根据垂直振动信号和水平振动信号找出的振动高点位置不同,有时甚至相差很大,而相位是动平衡工作中寻找振动高点的主要依据,这给准确寻找振动高点,提高动平衡效率带来很大的困难。我们对这现象进行了理论分析和计算,认为轴承垂直和水平方向动力特性差异是造成这种现象的主要原因。最后通过试验对转子系统不平衡响应特性进行分析研究。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第二章 轴系不平衡响应计算方法

2.1 不平衡响应计算方法简介

2.2 转子不平衡

2.2.1 引起转子不平衡的因素

2.2.2 振动基本分析技术

2.2.3 转子不平衡引起的不良后果

2.3 不平衡引起振动的机理

2.3.1 单圆盘转子模型和涡动

2.3.2 圆盘偏心引起的强迫振动

2.4 转子轴系的模化

2.5 油膜力计算方法

2.6 支撑系统模型

2.7 不平衡响应的Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵解法

2.7.1 典型部件的传递矩阵

2.7.2 不平衡响应的Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵解法

2.8 不平衡响应计算程序简介

2.8.1 Ｍａｔｌａｂ软件简介

2.8.2 程序计算流程

2.9 200ＭＷ汽轮发电机组高压转子不平衡响应特性计算分析

2.9.1 计算中支撑参数的选取

2.9.2 单跨转子不平衡响应特性研究

第三章 汽轮发电机组动平衡过程中异常现象分析

3.1 异常动平衡实例一

3.1.1 大修前振动情况

3.1.2 振动故障治理方案

3.1.3 大修后振动情况

3.2 异常动平衡实例二

3.3 支承系统异常情况下转子系统不平衡响应特性研究

3.3.1 支承系统动特性对称情况下的不平衡响应特性

3.3.2 支承系统动特性不对称情况下的不平衡响应特性

3.3.3 两轴承座水平刚度对称，垂直刚度不对称时的不平衡响应特性

3.4 小结

第四章 转子升速过程中相位变化规律研究

4.1 振动高点的确定方法

4.2 数学模型及计算结果

4.3 试验结果讨论

4.4 小结

第五章 不平衡故障的模拟实验

5.1 实验目的

5.2 振动模拟实验台简介

5.2.1 转子实验台

5.2.2 测量传感器和测试系统

5.2.3 传递特性模拟实验方法

5.3 单跨转子的模拟实验

5.3.1 试验结果及分析

5.4 两跨四支承转子的模拟实验

5.4.1 试验结果及分析

5.5 振动传递特性模拟试验结果分析

5.5.1 幅值传递特性

5.5.2 相位传递特性

第六章 总结

6.1 本论文主要工作

6.2 研究中尚存在的问题

致谢

参考文献

附录１：东方２００ＭＷ汽轮发电机组高压转子的模化数据

作者在读硕士期间发表的论文

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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