大推力液體火箭發(fā)動機是我國非常重要的戰(zhàn)略裝備,其部件渦輪泵作為發(fā)動機的重要組成部分,工作環(huán)境十分惡劣,極端的工作環(huán)境使得渦輪泵具有極高的故障率,隨著我國對大推力液體火箭發(fā)動機的開發(fā),過去困擾渦輪泵的轉(zhuǎn)子失穩(wěn)問題將更加突出,超高轉(zhuǎn)速使得轉(zhuǎn)子動平衡成為了新的難點。本文針對某型號氫渦輪泵轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性仿真分析以及試驗臺設(shè)計等相關(guān)問題,做了如下工作:（1）根據(jù)某型號氫渦輪泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)研究了考慮葉輪過盈裝配、螺紋預(yù)緊和轉(zhuǎn)子軸套附加剛度的轉(zhuǎn)子軸系建模方法,采用葉輪輪轂厚度不變,減小其余軸套以及軸承內(nèi)圈厚度的方法模擬轉(zhuǎn)子軸套和軸承內(nèi)圈接觸面的存在對轉(zhuǎn)子整體剛度的減弱作用。建立氫渦輪泵動力學(xué)計算模型,并對其動力學(xué)特性進行了全面計算分析,包括臨界轉(zhuǎn)速和振型、不平衡響應(yīng)分析和轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性分析等,為氫渦輪泵轉(zhuǎn)子高速動平衡提供了理論基礎(chǔ)。（2）基于ANSYS workbench平臺,采用CFD方法對氫渦輪泵轉(zhuǎn)子各密封間隙處（包括氣流間隙和液流間隙）動力學(xué)特性進行分析,得到了密封的泄露特性以及動態(tài)特性參數(shù),擬合得到了不同密封位置的剛度阻尼系數(shù),研究了密封動態(tài)特性參數(shù)對氫渦輪泵轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性以及轉(zhuǎn)子高速動平衡的影響... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１轉(zhuǎn)子雙平面動平衡原理??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｒｏｔｏｒ?ｔｗｏ－ｐｌａｎｅ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｂａｌａｎｃｉｎｇ??—

?第三章氫渦輪泵轉(zhuǎn)子軸系建模方法及動力學(xué)特性研宄???渦輪端大螺母?渦輪端彈支?泵端彈支?＿?泵端大螺母???ｍ￣￣＿??／?ｊ?／??葉‘套?轉(zhuǎn)子軸?ｌ［０?軸端螺釘??圖３－２實驗轉(zhuǎn)子軸系結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．３－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｏｔｏｒ?ｓｈａｆｔ?ｓｙｓｔｅｍ??為方便加工并提高加工精度，實驗轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)子軸中間輪盤為中心，兩側(cè)為對稱結(jié)??構(gòu)。與氫渦輪泵轉(zhuǎn)子相對應(yīng)，實驗轉(zhuǎn)子具有三個輪盤用于施加配重，驅(qū)動端大螺母側(cè)??輪盤模擬兩級渦輪，轉(zhuǎn)子軸中心位置輪盤模擬氫渦輪泵二級葉輪，軸伸端大螺母側(cè)輪??盤模擬一級葉輪和誘導(dǎo)輪。由于實驗轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時輪盤將承受極大的??離心力，因此將輪盤與軸設(shè)計為一體結(jié)構(gòu)，保證轉(zhuǎn)子輪盤的強度以及運轉(zhuǎn)可靠性，同??時為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸系支承位置軸承的安裝，兩側(cè)輪盤與兩側(cè)大螺母設(shè)計為一體結(jié)構(gòu)。根??據(jù)本文所設(shè)計高速轉(zhuǎn)子動力學(xué)試驗臺驅(qū)動軸頭的轉(zhuǎn)動方向，渦輪端和泵端大螺母以及??軸端螺釘均采用左旋螺紋連接，防止轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時由于轉(zhuǎn)矩過高發(fā)生部件松脫，產(chǎn)生危??險。??定位孔?配重孔??圖３－３驅(qū)動端大螺母結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．３－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌａｒｇｅ?ｎｕｔ?ａｔ?ｔｈｅ?ｄｒｉｖｅ?ｅｎｄ??由于實驗需求，驅(qū)動端大螺母需連接聯(lián)軸器進行動力傳輸，如圖３－３所示為驅(qū)動??端大螺母結(jié)構(gòu)示意圖，左側(cè)定位孔用于與聯(lián)軸器柔性桿之間的對中安裝，輪緣周向均??布多個螺紋孔，用于施加配重。軸伸端大螺母結(jié)構(gòu)與驅(qū)動端大螺母基本一致，側(cè)面開??階梯孔用于安裝半圓頭軸端螺釘，為軸伸端大

?第三章氫渦輪泵轉(zhuǎn)子軸系建模方法及動力學(xué)特性研宄???渦輪端大螺母?渦輪端彈支?泵端彈支?＿?泵端大螺母???ｍ￣￣＿??／?ｊ?／??葉‘套?轉(zhuǎn)子軸?ｌ［０?軸端螺釘??圖３－２實驗轉(zhuǎn)子軸系結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．３－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｏｔｏｒ?ｓｈａｆｔ?ｓｙｓｔｅｍ??為方便加工并提高加工精度，實驗轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)子軸中間輪盤為中心，兩側(cè)為對稱結(jié)??構(gòu)。與氫渦輪泵轉(zhuǎn)子相對應(yīng)，實驗轉(zhuǎn)子具有三個輪盤用于施加配重，驅(qū)動端大螺母側(cè)??輪盤模擬兩級渦輪，轉(zhuǎn)子軸中心位置輪盤模擬氫渦輪泵二級葉輪，軸伸端大螺母側(cè)輪??盤模擬一級葉輪和誘導(dǎo)輪。由于實驗轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時輪盤將承受極大的??離心力，因此將輪盤與軸設(shè)計為一體結(jié)構(gòu)，保證轉(zhuǎn)子輪盤的強度以及運轉(zhuǎn)可靠性，同??時為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸系支承位置軸承的安裝，兩側(cè)輪盤與兩側(cè)大螺母設(shè)計為一體結(jié)構(gòu)。根??據(jù)本文所設(shè)計高速轉(zhuǎn)子動力學(xué)試驗臺驅(qū)動軸頭的轉(zhuǎn)動方向，渦輪端和泵端大螺母以及??軸端螺釘均采用左旋螺紋連接，防止轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時由于轉(zhuǎn)矩過高發(fā)生部件松脫，產(chǎn)生危??險。??定位孔?配重孔??圖３－３驅(qū)動端大螺母結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．３－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌａｒｇｅ?ｎｕｔ?ａｔ?ｔｈｅ?ｄｒｉｖｅ?ｅｎｄ??由于實驗需求，驅(qū)動端大螺母需連接聯(lián)軸器進行動力傳輸，如圖３－３所示為驅(qū)動??端大螺母結(jié)構(gòu)示意圖，左側(cè)定位孔用于與聯(lián)軸器柔性桿之間的對中安裝，輪緣周向均??布多個螺紋孔，用于施加配重。軸伸端大螺母結(jié)構(gòu)與驅(qū)動端大螺母基本一致，側(cè)面開??階梯孔用于安裝半圓頭軸端螺釘，為軸伸端大

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]柔性轉(zhuǎn)子動平衡及轉(zhuǎn)子動力特性的研究[D]. 章璟璇.南京航空航天大學(xué) 2005
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本文編號：3524299