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《旋轉(zhuǎn)機械軸系扭振固有特性分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第52卷第5期汽輪機技術Vo1．52NO．52010年1O月TURBINETECHNOLOGYOct．2010旋轉(zhuǎn)機械軸系扭振固有特性分析唐貴基，陳秀娟(華北電力大學機械工程系，保定071003)摘要：作為旋轉(zhuǎn)機械軸系共振問題基本問題之一的“軸系扭轉(zhuǎn)振動固有頻率計算”是機組設計不可缺少的一環(huán)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)機械軸系扭振的固有特性的特點，采用Riccati傳遞矩陣和Holzer法進行計算，并編制了相應的程序，介紹了對模型進行降階的方法，最后通過對次同步諧振模擬機軸系扭振固有頻率和振型的計算，驗證了模型降階方法和計算程序的正確性。關鍵詞：軸系扭振；固有頻率；Riccati；Holzer；模型簡化分
2、類號：TK262文獻標識碼：A文章編號：1001—5884(2010)05-0339-03AnalysisofTorsionalVibrationCharacteristicsoftheRotationMachinesShaflTrainsTANGGui．ii．CHENXiu．juan(DepartmentofMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Thecalculationofshafttorsionalvibrationnature~equency，as
3、abasicproblemofshaftresonancephenomenonofrotationmachines，isaindispensablepartintheunitsdesign．Accordingtotheinherentcharacteristics，thecorrespondingprogramsarepreparedusingRiccatitransfermatrixandHolzermethod，andmodelreductionmethodisintroduced．Finally，adomesticsub—synchronousresonancesimulatora
4、sanexampletoverifythemethodreductionandprogramsarecorrect．Keywords：torsionalvibrationofshafttrains；naturefrequency；riccati；holzer；modelreduction型。目前，軸系力學模型主要有集中質(zhì)量模型和連續(xù)質(zhì)量模0前言型。其中，連續(xù)質(zhì)量模型比較精確，但是計算時占用內(nèi)存大，計算時間長，計算高階頻率精度高。而集中質(zhì)量模型簡單，旋轉(zhuǎn)機械設備是現(xiàn)代電力、石油、化工、機械加工等行業(yè)計算量小，計算低階固有頻率時，精度也能很好地滿足工程的核心設備，在整個生產(chǎn)過程中起著十分重要
5、的作用。由旋要求。轉(zhuǎn)機械故障造成整個設備的非正常停機，將會造成巨大的經(jīng)采用集中質(zhì)量模型時，為了便于計算，需要對系統(tǒng)做如濟損失。其中，旋轉(zhuǎn)機械的共振，是引起故障的主要原因之下簡化J：一，長期以來備受專家、工程設計人員的關注。作為旋轉(zhuǎn)機(1)不計軸的質(zhì)量，將其看成無質(zhì)量的彈簧。械軸系共振基本問題之一的“機組軸系扭轉(zhuǎn)振動固有頻率計(2)不考慮軸的彎曲變形和縱向變形。算”是機組設計不可缺少的一環(huán)。在跨距較大的旋轉(zhuǎn)機械如(3)認為支承是剛性的。汽輪發(fā)電機組中，軸系相對細長，軸系自振頻率較低，扭振問(4)不計系統(tǒng)的阻尼。題更加突出。因此在設計制造中需要對汽輪發(fā)電機組等旋1．1模型建立轉(zhuǎn)機械進行固有特
6、性分析，使其固有頻率避開工作頻率范根據(jù)軸系結構特點，將軸系離散化，分成n個扭振單元，圍1,2]。以具有較大慣量的部件中心線作為質(zhì)量的中心點，兩相鄰質(zhì)本文分別采用霍爾茲法和傳遞矩陣法分析了旋轉(zhuǎn)機械量集中點間的連接軸段的剛度作為該兩集中質(zhì)量的連接剛扭轉(zhuǎn)振動問題，利用Matlab編制了相應的程序，并比較了這度。將軸系等效成如圖l所示的多段集中質(zhì)量模型。3JtJJjNl、3N兩種方法的精確性。最后，以某實際汽輪發(fā)電機組的軸系為例，計算得到了該軸系的扭轉(zhuǎn)振動固有頻率和振型，其結果有一定的實用價值。1軸系扭振模型的建立在進行固有特性分析時，首先需要建立軸系的力學模圖1多段集中質(zhì)量模型收稿日期：201
7、0-01—18基金項目：河北省自然科學基金資助項目，編號：E2008001237。作者簡介：唐貴基(1962一)，男，山東龍15人，教授，博士生導師，主要從事狀態(tài)檢測及故障診斷研究。汽輪機技術第52卷軸段轉(zhuǎn)動慣量的計算式為的Riccati傳遞矩陣法應用最為廣泛-1o]。J=p。L‘(1)2．1Holzer法式中，L為軸段長度，m；為截面極慣性矩，m～。對于空心Holzer法是軸系扭振計算的經(jīng)典方法。其基本思想是：軸系無阻尼自由振動時
