旋轉(zhuǎn)機(jī)械多機(jī)組軸系同步運(yùn)行穩(wěn)定性研究.pdf

1、我國(guó)空分裝備的生產(chǎn)從20世紀(jì)50年代的30m3/h小型設(shè)備到現(xiàn)在110000m3/h的超大型空分設(shè)備，正在朝特大型化發(fā)展。調(diào)研國(guó)內(nèi)空分裝備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)大型空分機(jī)組運(yùn)行可靠性差，故障頻發(fā)，連續(xù)運(yùn)行周期是國(guó)外設(shè)備的1/2-2/3，停機(jī)損失嚴(yán)重，重特大事故時(shí)有發(fā)生。因此，研究旋轉(zhuǎn)機(jī)械多機(jī)組軸系同步運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)空分裝備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行有著非常重要的意義。
　　本文的研究對(duì)象為某大型壓縮機(jī)，研究其低壓端由大齒輪、汽輪機(jī)、中壓缸轉(zhuǎn)子、低

2、壓缸轉(zhuǎn)子組成的四跨軸系的同步運(yùn)行穩(wěn)定性。多機(jī)組軸系各機(jī)組在安裝前均進(jìn)行了單機(jī)動(dòng)平衡，但組裝以后仍出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)的問(wèn)題。本文對(duì)多跨軸系建立動(dòng)力學(xué)模型，在ANSYS軟件環(huán)境下進(jìn)行模態(tài)、諧響應(yīng)分析，研究其運(yùn)行穩(wěn)定性，并進(jìn)一步運(yùn)用ANSYS軟件編程對(duì)多軸系系統(tǒng)的固有頻率和振動(dòng)量進(jìn)行優(yōu)化，最后運(yùn)用MATLAB軟件計(jì)算了軸系系統(tǒng)的標(biāo)高，進(jìn)行了以下工作:
　　(1)采用有限單元法對(duì)軸系系統(tǒng)進(jìn)行單元節(jié)點(diǎn)的劃分，運(yùn)用APDL語(yǔ)言在ANSYS軟件中建立

3、了旋轉(zhuǎn)機(jī)械多機(jī)組軸系系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型;
　　(2)在建立好的模型基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用ANSYS軟件對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械多機(jī)組軸系這個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析，包括了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，其中模態(tài)分析分別考慮了彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，求得系統(tǒng)前20階固有頻率、臨界轉(zhuǎn)速及振型，分析了系統(tǒng)在工作轉(zhuǎn)速下的運(yùn)行穩(wěn)定性;利用諧響應(yīng)分析分析了在工作轉(zhuǎn)速下，不平衡量對(duì)整個(gè)軸系系統(tǒng)的影響，其中汽輪機(jī)軸端的不平衡量對(duì)整個(gè)軸系影響最大;
　　(3)在前面章節(jié)對(duì)

4、該軸系建立的動(dòng)力學(xué)模型、進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析的基礎(chǔ)上，利用ANSYS軟件APDL語(yǔ)言編程對(duì)整個(gè)多機(jī)組軸系系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，分別采用了零階方法和一階方法對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)固有頻率及總振動(dòng)量這兩個(gè)目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，并比較兩種優(yōu)化方法對(duì)不同優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)，且得到了較好的優(yōu)化結(jié)果;
　　(4)考慮軸系中每根轉(zhuǎn)子在重力的作用下會(huì)彎曲，軸系標(biāo)高變化對(duì)軸承載荷分配產(chǎn)生影響，為了保證機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)子相聯(lián)后轉(zhuǎn)動(dòng)中心必須形成一條光滑的曲線（撓度曲線），