考慮油膜及密封影響的故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運動穩(wěn)定性研究.pdf

1、油膜失穩(wěn)是轉(zhuǎn)子-滑動軸承系統(tǒng)故障中較為常見的一種故障，其具有突發(fā)性和破壞性較大的特點。油膜失穩(wěn)的發(fā)生將使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在同頻周期運動的基礎(chǔ)上產(chǎn)生較大的低頻振動，從而使系統(tǒng)產(chǎn)生非協(xié)調(diào)進動，使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生較大的交變應(yīng)力，此外油膜失穩(wěn)還將會造成轉(zhuǎn)子振動的加劇，從而可能誘發(fā)諸如轉(zhuǎn)定子碰摩等其它故障，直接關(guān)系到機組的災(zāi)變防治和安全可靠運行。對于汽輪機這樣的旋轉(zhuǎn)機械，其蒸汽參數(shù)、密封間隙的改變很有可能增大其在轉(zhuǎn)子密封間產(chǎn)生的密封力，從而使轉(zhuǎn)子和密封間發(fā)生碰

2、摩的概率增大。因而研究轉(zhuǎn)子-軸承-密封系統(tǒng)滑動軸承和密封導(dǎo)致的失穩(wěn)規(guī)律及復(fù)雜的非線性動力學(xué)特性，對于改進及提高旋轉(zhuǎn)機械的運動穩(wěn)定性具有非常重要的意義。
　　考慮非線性油膜力、密封力以及轉(zhuǎn)定子碰摩及支座松動的影響，本文主要研究了一個單跨雙盤轉(zhuǎn)子-軸承-密封系統(tǒng)的運動穩(wěn)定性。首先，運用轉(zhuǎn)子動力學(xué)的理論，建立了考慮陀螺效應(yīng)的雙盤光軸轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的集中質(zhì)量模型，研究了兩圓盤在偏心同相位和反相位兩種工況下的油膜失穩(wěn)規(guī)律;采用有限元模型和試

3、驗驗證了集中質(zhì)量模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，基于一個單跨雙盤階梯軸轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)，證實了之前得到的油膜失穩(wěn)規(guī)律對于單跨雙盤轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)來說，在一定程度上是具有普遍性的。進而基于單跨雙盤光軸轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的集中質(zhì)量模型，深入研究了兩圓盤偏心相位差、偏心量、滑動軸承間隙、潤滑油黏度以及滑動軸承長徑比對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)第1、2階油膜失穩(wěn)規(guī)律的影響。
　　其次，在單跨雙盤光軸轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)集中質(zhì)量模型的基礎(chǔ)上，考慮兩圓盤處密封的影響，建立了光軸轉(zhuǎn)

4、子-軸承-密封系統(tǒng)的集中質(zhì)量模型，分析了兩圓盤在不同偏心相位差情況下，非線性密封力對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)油膜失穩(wěn)規(guī)律的影響，以及各種密封參數(shù)（密封壓差、密封間隙和密封長度）對系統(tǒng)油膜失穩(wěn)的影響。
　　然后，針對油膜軸承處可能出現(xiàn)的軸頸和軸承的碰摩問題。在之前建立的單跨雙盤光軸轉(zhuǎn)子-軸承-密封系統(tǒng)的集中質(zhì)量模型的基礎(chǔ)上，討論了兩圓盤在同向、反向偏心的兩種工況下碰摩力對油膜失穩(wěn)的影響，以及定子剛度和軸承不對中量的變化對系統(tǒng)油膜失穩(wěn)規(guī)律的影響。