高速透平膨脹制冷機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械向著高轉(zhuǎn)速、輕型化、柔性發(fā)展，以氣體軸承作為轉(zhuǎn)子支承部件的軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在高速透平得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文基于高速透平制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)研究了氣體靜壓軸承潤(rùn)滑支承下高速轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性與穩(wěn)定性。主要有:
　　1.介紹了轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)有限元基礎(chǔ)理論，并對(duì)高速透平制冷機(jī)轉(zhuǎn)子建立劃分出軸段、輪盤(pán)以及軸承等單元的有限元模型。利用ANSYS有限元分析軟件，對(duì)高速透平膨脹制冷機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行建模與分析。得到不考慮軸承的各向異性與交叉剛

2、度阻尼時(shí)等計(jì)算了轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與振型，考慮了施加在透平輪與壓氣機(jī)輪上四種不平衡激勵(lì)力和軸承各向異性對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)的影響，其中在不同向激勵(lì)力下，轉(zhuǎn)子錐動(dòng)出現(xiàn)了共振分離現(xiàn)象。
　　2.介紹了高速氣體軸承-柔性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體可以劃分為實(shí)驗(yàn)本體、供氣系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，各系統(tǒng)統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，并預(yù)留多個(gè)接口，以提高系統(tǒng)可靠性。其中的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，以頻譜分析、三維譜圖、伯德圖、軸心軌跡圖、時(shí)間幅值曲線

3、、分岔圖和時(shí)間轉(zhuǎn)速曲線等多種圖譜進(jìn)行振動(dòng)與動(dòng)力學(xué)分析。
　　3.以實(shí)驗(yàn)為研究手段，對(duì)氣體軸承支承的高速透平膨脹制冷機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行相關(guān)穩(wěn)定性研究實(shí)驗(yàn)為手段進(jìn)行高速轉(zhuǎn)子的升速實(shí)驗(yàn)，呈現(xiàn)轉(zhuǎn)子錐動(dòng)分離共振的臨界特性，并呈現(xiàn)了轉(zhuǎn)子半速渦動(dòng)的低頻特征，周期性低頻振蕩現(xiàn)象以及雙低頻現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證軸承供氣溫度、彈性阻尼橡膠圈對(duì)于軸承支承的臨界轉(zhuǎn)速，低頻渦動(dòng)、振蕩等穩(wěn)定性的影響，并得出隨著軸承供氣溫度的增加，轉(zhuǎn)子的臨界振幅逐漸增大，而轉(zhuǎn)子的相