摩擦力沖擊-熱沖擊耦合作用下的不穩(wěn)定振動理論與試驗研究.pdf

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

2、結合某發(fā)電機轉子模型進行了仿真分析，對某壓縮機發(fā)生的摩擦力沖擊振動故障特征進行了分析。在摩擦力沖擊效應試驗研究方面，通過在試驗裝置中加入阻抗頭，實時測試動靜摩擦過程中的碰撞力，利用力信號判斷動靜摩擦程度。在試驗臺上研究了摩擦力沖擊振動特征，詳細分析了單點摩擦、局部摩擦與全周摩擦情況下轉子振動波形、頻譜與軸心軌跡的變化特征。在此基礎上建立了摩擦熱彎曲模型。利用該模型對某實際轉子不同工況下發(fā)生的摩擦熱彎曲振動進行了詳細的仿真分析，深入研究了

3、摩擦過程中轉子振動幅值與相位變化情況、截面溫度分布、轉子熱彎曲量以及摩擦力變化趨勢。利用該模型較好地解釋了現場多臺汽輪發(fā)電機組在啟動及定轉速下發(fā)生的不同摩擦熱彎曲振動現象。在試驗臺上研究了摩擦熱彎曲振動特征，分析了不同轉速條件下轉子振動幅值與摩擦力隨時間的變化趨勢，實測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。
　　 針對時域積分法分析摩擦轉子穩(wěn)定性時存在計算時間長、占用內存多、計算工作量大等問題。本文建立了摩擦轉

4、子熱彎曲方程與轉子動力學方程耦合方程。通過求解耦合方程系數矩陣特征值實部來判斷轉子摩擦熱穩(wěn)定性。結合實際轉子模型分析了轉速、動靜摩擦剛度、摩擦位置等因素對轉子摩擦熱穩(wěn)定性的影響。
　　 同步渦動情況下，滑動軸承支撐的轉子系統(tǒng)也可能會產生不穩(wěn)定振動。本文首先利用傳遞矩陣法計算了軸系中軸承載荷與靈敏度，根據軸承載荷分析了軸承內軸頸的靜平衡位置。在此基礎上建立了同步渦動引起的轉子熱彎曲振動分析模型。以初始不平衡量為控制參數，研究了不同