本文關鍵詞：多軸齒式離心壓縮機轉子系統(tǒng)振動特性研究

  更多相關文章： 離心壓縮機 多平行軸轉子系統(tǒng) 齒輪耦合 振動特性

【摘要】：離心式壓縮機廣泛應用于冶金,石油化工,天然氣運輸,制冷及動力工程等領域,是國家重大裝備制造業(yè)的關鍵設備之一,在國民經(jīng)濟各部門中占有重要地位,多平行軸轉子系統(tǒng)是多軸齒式離心壓縮機的核心部分,其齒輪耦合振動特性的研究與工業(yè)生產密切相關。在實際工作中,振動故障是離心壓縮機常見的問題,振動過大不僅可能導致設備本身損壞,嚴重時會造成重大的事故。因此,為使設備長期穩(wěn)定運行就要找到其振動問題的特性和規(guī)律,在出現(xiàn)振動故障時,能夠快速查明原因提出相應對策。本文主要研究的是多平行軸轉子系統(tǒng)齒輪耦合振動特性問題,即基于有限元理論,采用數(shù)值分析方法,以某型五平行軸齒式離心壓縮機為研究對象,建立了五平行軸轉子系統(tǒng)動力學模型,分析了齒輪耦合的振動特性,主要工作包括以下；(1)介紹了直齒輪和斜齒輪的時變嚙合剛度計算方法,并繪制出直齒輪和斜齒輪嚙合剛度曲線,分析了嚙合剛度時變特性。同時在考慮時變嚙合剛度、齒側間隙、靜傳動誤差等因素基礎上,建立了斜齒輪嚙合動力學分析模型。(2)以某型多軸齒式離心壓縮機為例,根據(jù)轉子動力學理論和有限元建模方法,建立了多平行軸齒輪-軸承-轉子系統(tǒng)模型,得到了轉子系統(tǒng)運動微分方程,介紹了系統(tǒng)固有特性和不平衡響應計算方法。(3)在考慮齒輪嚙合與不考慮齒輪嚙合兩種情況下,同時采用MATLAB和ANSYS有限元軟件求解出轉子系統(tǒng)的固有特性,并進行了對比分析,研究了齒輪耦合作用對多平行軸轉子系統(tǒng)固有特性的影響。(4)針對壓縮機多軸轉子系統(tǒng)模型,計算了系統(tǒng)臨界轉速,繪制出系統(tǒng)Campbell圖,分析了齒輪嚙合對系統(tǒng)臨界轉速的影響。在考慮齒輪時變嚙合剛度激勵基礎上,通過數(shù)值計算仿真,獲得了不同工況下以及不同齒側間隙下輸出軸軸承處的振動響應,研究了負載和齒側間隙對不平衡振動的影響。研究表明,由于多平行軸的齒輪耦合作用,整體系統(tǒng)固有特性包括各單軸的固有特性和耦合派生的固有特性,整機系統(tǒng)的Campbell圖中出現(xiàn)嚙合頻率線,系統(tǒng)派生出新的臨界轉速值。在一定載荷條件下,由于齒輪時變嚙合剛度,轉子穩(wěn)態(tài)不平衡響應圖中出現(xiàn)齒輪嚙合頻率及其倍頻成分,齒輪嚙合頻率幅值甚至可超過工頻幅值成為引起系統(tǒng)產生振動的重要因素。在一定工況下,齒側間隙過小會引起轉子輪齒間的沖擊碰撞。
【關鍵詞】：離心壓縮機 多平行軸轉子系統(tǒng) 齒輪耦合 振動特性
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 選題背景與研究意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 轉子動力學研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 齒輪系統(tǒng)動力學研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 關于齒輪耦合轉子系統(tǒng)動力學的研究13-14
• 1.3 課題來源14
• 1.4 本文主要內容14-15
• 2 齒輪時變嚙合剛度及動力學模型分析15-31
• 2.1 直齒圓柱齒輪時變嚙合剛度15-20
• 2.1.1 直齒輪嚙合剛度石川公式法15-17
• 2.1.2 石川公式參數(shù)計算17-19
• 2.1.3 直齒輪嚙合綜合剛度曲線19-20
• 2.2 斜齒輪時變嚙合剛度計算20-28
• 2.2.1 斜齒圓柱齒輪接觸線長度21-22
• 2.2.2 斜齒輪齒對變形計算22-26
• 2.2.3 斜齒輪綜合嚙合剛度曲線26-28
• 2.3 考慮齒側間隙的齒輪嚙合振動分析模型28-30
• 2.4 本章小結30-31
• 3 多平行軸齒輪轉子系統(tǒng)有限元分析理論與建模31-48
• 3.1 轉子系統(tǒng)動力學有限元分析理論及計算方法31-36
• 3.1.1 轉子系統(tǒng)有限元分析理論31-32
• 3.1.2 固有特性計算方法32-33
• 3.1.3 振動響應計算方法33-36
• 3.2 某型多平行軸齒式壓縮機轉子系統(tǒng)有限元建模36-47
• 3.2.1 系統(tǒng)結構及參數(shù)36-39
• 3.2.2 軸段單元39-42
• 3.2.3 剛性盤單元42-43
• 3.2.4 軸承支撐單元43-44
• 3.2.5 齒輪嚙合單元44-45
• 3.2.6 系統(tǒng)材料阻尼45-46
• 3.2.7 建立系統(tǒng)運動微分方程46-47
• 3.3 本章小結47-48
• 4 多平行軸轉子系統(tǒng)固有特性分析48-68
• 4.1 固有特性計算程序48-50
• 4.2 不考慮齒輪耦合單軸轉子固有頻率及振型50-61
• 4.2.1 輸入軸轉子固有頻率及振型50-52
• 4.2.2 中間軸轉子固有頻率及振型52-54
• 4.2.3 輸出軸1轉子固有頻率及振型54-57
• 4.2.4 輸出軸2轉子固有頻率及振型57-59
• 4.2.5 輸出軸3轉子固有頻率及振型59-61
• 4.3 考慮齒輪耦合整機系統(tǒng)的固有頻率及振型61-67
• 4.4 本章小結67-68
• 5 多平行軸轉子系統(tǒng)臨界轉速及不平衡響應分析68-78
• 5.1 臨界轉速分析68-71
• 5.2 不平衡響應分析71-76
• 5.2.1 不平衡振動信號的調制現(xiàn)象71
• 5.2.2 不同負荷下齒輪轉子的不平衡響應71-73
• 5.2.3 不同齒側間隙下齒輪轉子的不平衡響應73-76
• 5.3 本章小結76-78
• 結論78-80
• 參考文獻80-84
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況84-85
• 致謝85-86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李明,孫濤,胡海巖;齒輪傳動轉子-軸承系統(tǒng)動力學的研究進展[J];振動工程學報;2002年03期

，

本文編號：1002623