高速透平膨脹制冷機轉(zhuǎn)子振動特性實驗研究.pdf

1、隨著旋轉(zhuǎn)機械向著高轉(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越廣泛的應用。本文基于高速透平制冷機實驗臺，實驗研究了氣體靜壓軸承潤滑支承下高速轉(zhuǎn)子的振動特性與穩(wěn)定性。主要有:
　　1.介紹了轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)有限元基礎理論，并對高速透平制冷機轉(zhuǎn)子建立劃分出軸段、輪盤以及軸承等單元的有限元模型。利用ANSYS有限元分析軟件，對高速透平膨脹制冷機的轉(zhuǎn)子進行建模與分析。得到不考慮軸承的各向異性與交叉剛

2、度阻尼時等計算了轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與振型，考慮了施加在透平輪與壓氣機輪上四種不平衡激勵力和軸承各向異性對轉(zhuǎn)子不平衡響應的影響，其中在不同向激勵力下，轉(zhuǎn)子錐動出現(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)軸系實驗臺，實驗系統(tǒng)總體可以劃分為實驗本體、供氣系統(tǒng)、計算機控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，各系統(tǒng)統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，并預留多個接口，以提高系統(tǒng)可靠性。其中的振動信號數(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、時間幅值曲線

3、、分岔圖和時間轉(zhuǎn)速曲線等多種圖譜進行振動與動力學分析。
　　3.以實驗為研究手段，對氣體軸承支承的高速透平膨脹制冷機轉(zhuǎn)子進行相關穩(wěn)定性研究實驗為手段進行高速轉(zhuǎn)子的升速實驗，呈現(xiàn)轉(zhuǎn)子錐動分離共振的臨界特性，并呈現(xiàn)了轉(zhuǎn)子半速渦動的低頻特征，周期性低頻振蕩現(xiàn)象以及雙低頻現(xiàn)象。通過實驗的方法驗證軸承供氣溫度、彈性阻尼橡膠圈對于軸承支承的臨界轉(zhuǎn)速，低頻渦動、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