分子泵转子-轴承系统动力学分析

机械系统动力学

机械系统动力学报告 题目：电梯机械系统的动态特性分析 姓名： 专业： 学号：

电梯机械系统的动态特性分析 一、课题背景介绍 随着社会的快速发展，城市人口密度越来越大，高层建筑不断涌现，因此，现在对电梯的提出了更高的要求，随着科技的进步，在满足客观需求的基础上，电梯向着舒适性，高速，高效的方向发展。在电梯的发展过程中，安全性和功能性一直是电梯公司首要考虑的因素，其中舒适性也要包含在电梯的设计中，避免出现速度或者加速度出现突变，或者电梯运行过程中的振动引起人们的不适。因此，在电梯的设计过程中，对电梯进行动态特性分析是十分必要的。 二、在MATLAB中编程、绘图。 通过同组小伙伴的努力，已经得到了该系统的简化模型与运动方程。因此进行编程： 该系统的微分方程：[][][]{}[]Q x k x c x M= + ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ?? ? ? ，其中矩阵[M]、 [C]、[K]、[Q]都已知。 该系统的微分方程是一个二阶一元微分方程，在MATLAB中，提供有求解常微分方程数值解的函数，其中在MATLAB中常用的求微分方程数值解的有7个：ode45，ode23，ode113，ode15s，ode23s，ode23t，ode23tb 。 ode是MATLAB专门用于解微分方程的功能函数。该求解器有变步长（variable-step）和定步长（fixed-step）两种类型。不同类型有着不同的求解器，其中ode45求解器属于变步长的一种，采用Runge-Kutta

算法；和他采用相同算法的变步长求解器还有ode23。 ode45表示采用四阶，五阶Runge-Kutta单步算法,截断误差为(Δx)^3。解决的是Nonstiff(非刚性)常微分方程。 ode45是解决数值解问题的首选方法，若长时间没结果，应该就是刚性的，可换用ode23试试。 Ode45函数调用形式如下：[T,Y]=ode45(odefun,tspan,y0) 相关参数介绍如下： 通过以上的了解，并对该微分方程进行变换与降阶，得出程序。MATLAB程序： （1）建立M函数文件来定义方程组如下： function dy=func(t,y) dy=zeros(10,1); dy(1)=y(2); dy(2)=1/1660*(-0.006*y(2)+0.003*y(4)-0.0006*y(10)-1.27*10^7*y(1)+1.27*10^7*y (3)+2.54*10^6*y(9)); dy(3)=y(4); dy(4)=1/1600*(+0.03*y(2)-0.007*y(4)+0.003*y(6)+1.27*10^7*y(1)-7.274*10^8*y(3 )+1.27*10^7*y(5)); dy(5)=y(6);

转子动力学知识

2转子动力学主要研究那些问题 答：转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。这门学科研究的主要范围包括：转子系统的动力学建模与分析计算方法；转子系统的临界转速、振型不平衡响应；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子系统的稳定性分析；转子平衡技术；转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；密封动力学；转子系统的非线性振动、分叉与混沌；转子系统的电磁激励与机电耦联振动；转子系统动态响应测试与分析技术；转子系统振动与稳定性控制技术；转子系统的线性与非线性设计技术与方法。 3转子动力学发展过程中的主要转折是什么 答：第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象，因而可以稳定工作。这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了，许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。 4石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原理是什么 汽轮机：将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。工作原理：在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。作用与功能：主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活的供热需要。 燃气轮机：是一种以空气及燃气为介质，靠连续燃烧做功的旋转式热力发动机。主要结构由三部分：压气机，燃烧室，透平（动力涡轮）。作用与功能：以

基于ANSYS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究

产品设计与应用 基于ANS YS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究 万金贵1,汪希平2,高琪1,张飞1 (1.上海第二工业大学实验实训中心,上海201209;2.上海大学机电工程与自动化学院,上海200072) 摘要:针对一个实际应用的磁悬浮支承柔性转子系统,进行多组参数条件下的有限元模态分析,分别得到系统的前8阶临界转速与模态振型。将有限元计算结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的正确性。 通过对该磁悬浮转子系统的有限元分析表明:/轴承主导型0的低阶临界转速及振动模态是由轴承控制器各控制通道决定的;而/转子主导型0的高阶临界转速及振动模态符合传统的轴承转子系统动力学特性普遍规律。 关键词:转子系统;磁悬浮轴承;ANSYS;动力学特性;临界转速;模态振型 中图分类号:T H133.3;O241.82文献标志码:A文章编号:1000-3762(2010)06-0001-05 R esearch on Dyna m ic Character istics of R otor Syste m Suppor ted by AM B B ased on ANS YS M oda l Ana lysis WAN Ji n-gui1,WANG X i-p i n g2,G AO Q i1,Z HANG Fe i1 (1.P racti ca l Center,Shangha i Second P olytechn i c University,Shanghai201209,China; 2.School ofM echatron i cs Engi neer i ng and Auto m atio n,Shangha iUn i versity,Shangha i200072,Ch i na) Abstr ac t:The fi n ite e l em ent m o da l analysis of the practical flex i ble rotor system supported by A MB is ca rried out ac2 cordi ng to diff e rent gro ups of para m eters.The first8-order cr iti ca l speeds and m ode shapes are sol ved respecti ve ly. The correctness of t he calculati on resu lts is tested and ver ifi ed by t he exper i m ents.The calculati on resu lts are d iscussed and t he dyna m ic characteristi cs of t he rotor syste m supported byA M B are su mmed up.That i s,the"bear i ng-do m i na2 ted"lo w-order critical speeds and vi brati on m odes are dec i ded by the A MB control channe,l and the"rot or-do m i na2 ted"hi gh-order cr iti ca l speeds and vibratio n m odes a re i n li ne with t he universa l la w of dy na m ics character i sti cs of t he conventi ona l beari ng rotor syste m. K ey word s:rotor syste m;ac ti ve m agne ti c beari ng;ANS YS;dy na m ic character i stics;critica l speed;m o de shape 主动磁悬浮轴承(acti v e magnetic bearing, A MB)是利用电磁铁产生可控电磁力将转子悬浮支承的一种新型轴承,由于具有一系列独特的优点而引起人们的广泛关注[1]。近年来,A MB技术在国外得到了迅速的发展,已在军工、航天等国防工业部门中得到了广泛应用,并向民用工业如航空、机床、化工、能源等领域推广[2-4]。 收稿日期:2009-10-16;修回日期:2010-02-21 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475181);上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金资助项目(Y Q306006) 作者简介:万金贵(1972-),女,讲师,主要研究方向为转子动力学、机械设计及数控加工技术。 E-ma i:l WQQ0922@163.co m。 主动磁悬浮轴承经常工作在每分钟数万至数十万转范围内,此时的转子动力学行为往往表现为柔性转子的特性[5]。为保证磁悬浮转子系统的安全稳定运行,设计者需要对系统的动力特性进行分析和计算,并可对磁力轴承动力学行为进行调整和控制[6-7]。由于磁力轴承的结构涉及到由电子电路组成的控制器,因此其动力学特征与传统轴承有着本质区别。目前,人们对于磁悬浮轴承转子系统的动力特性普遍规律还没有形成成熟的理论。因此,分析磁悬浮转子系统动力特性,探索研究其动力学特点具有重要意义。 对转子系统进行动力特性研究经常采用传递矩阵法或有限元法。因有限元法能对较复杂的转子系统进行完整而精确的几何建模,容易保证计 ISSN1000-3762 CN41-1148/T H 轴承2010年6期 Bear i ng2010,No.6 1-5

泵选型原则

泵选型原则 设计院在设计装置设备时，要确定泵的用途和性能并选择泵型。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选泵呢？依据又是什么？ 一、泵选型原则 　1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。 2、必须满足介质特性的要求。 对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵。 对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料。 对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封用采用清洁液体冲洗。 金属耐磨材质硬镍1＃对粗颗粒有较好的抗磨蚀性；硬镍4＃抗磨蚀性与硬镍接近，但对大颗粒，高应力的冲击性渣浆有较好的抗磨蚀性，价格较硬镍1＃高；铬27耐磨铸铁抗磨蚀性类似硬镍1＃，就碱性混合液而言，具有较好的耐腐蚀性，价格高于硬镍1＃，Cr15Mo3是目前世界上公认的优良抗磨蚀材质，宏观硬度高达布氏650～750，对粗颗粒强磨蚀浆体有较好的抗磨蚀性能，但价格较高，而且较脆。天然橡胶适合输送弱酸，弱碱性浆体，大磨粒粒度及其速度一定的范围内，天然橡胶要比其他金属或橡胶弹性材料耐用。氯丁橡胶不如天然橡胶好，但温度低于200摄氏度时，在油类浆体中具有极好的抗磨蚀性。 3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。 　4、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。 　5、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵：有计量要求时，选用计量泵。扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵。介质粘度较大（大于650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复泵（齿轮泵、螺杆泵） 介质含气量75%，流量较小且粘度小于37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。 对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动（电动）隔膜泵。 二、泵的选型依据

Ansys转子动力学

基于ANSYS的转子动力学分析 1、题目描述 如图1-1所示,利用有限原原理计算转子临界转速以及不平衡响应。 图 1-1 转子示意图及尺寸 2、题目分析 采用商业软件ANSYS进行分析，转子建模时用beam188三维梁单元,该单元基于Timoshenko梁理论，考虑转动惯量与剪切变形的影响。每个节点有6个(三个平动,三个转动)或7各自由度（第七个自由度为翘曲，可选）。 轴承用combine214单元模拟。该单元可以模拟交叉刚度和阻尼。只能模拟拉压刚度，不能模拟弯曲或扭转刚度。该单元如图2-1所示，其有两个节点组成，一个节点在转子上，另一个节点在基础上。

图 2-1 combine214单元 对于质量圆盘，可以用mass21单元模拟，该单元有6个自由度，可以模拟X,Y,Z 三个方向的平动质量以及转动惯性。 3、计算与结果分析 3.1 转子有限元模型 建模时，采用钢的参数，密度取37800/kg m ，弹性模量取112.1110pa ，泊松比取0.3。轴承刚度与阻尼如表1所示，不考虑交叉刚度与阻尼，且为各项同性。 Kxx Kyy Cxx Cyy 4e7N/m 4e7N/m 4e5N.s/m 4e5N.s/m 将转子划分为93个节点共92个单元。有限元模型如图3-1所示。

图 3-1 转子有限元模型 施加约束时，由于不考虑纵向振动与扭转振动，故约束每一节点的纵向与扭转自由度，同时约束轴承的基础节点。施加约束后的模型如3-2所示。 图 3-2 施加约束后的有限元模型 3.1 转子临界转速计算 在ANSYS中可以很方便的考虑陀螺力矩的影响。考虑陀螺力矩时，由于陀螺矩阵是反对称矩阵，所以求取特征值时要用特殊的方法。本文考虑陀螺力矩的影响，分析了在陀螺力矩的影响下，转子涡动频率随工作转速的变化趋势，其Campell图如图3-3所示。同时给出了转子的前四阶正进动涡动频率与反进动涡动频率以及固有频率。如表3-2所示。

离心泵轴承的技术标准和用法

离心泵轴承的技术标准和用法 浅谈检修离心泵轴承的技术标准和用法 一、滚动轴承 1、轴承与轴的配合采用基孔制，轴承与外壳的配合采用基轴制。 轴承尺寸公差和旋转精度的数值按GB307—84的规定。 2、与轴承配合的轴颈及轴承箱内孔按GB1031—83的规定，轴颈粗糙度Ra值小于1.6μm，轴承箱内孔粗糙度Ra值小于2.5μm。 3、用GCr15和ZGCr15钢制造轴承套圈和滚子时，其套圈和滚子的硬度值应为61~65HRC;用GCr15SiMn和ZGCr15SiMn钢制造时，其硬度值应为60~64HRC。硬度的检查方法及同一零件的硬度的均匀性按JB1255的规定。 4、检查轴承的径向游隙和轴向游隙应符合GB4604—84的规定。 5、滚动轴承的内外圈滚道应无剥落、严重磨损，内外圈均不得有裂纹;滚珠应无磨损，保持架无严重变形，转动时无异常杂音和振动，停止时应逐渐停下。 6、对于C级公差圆锥滚子轴承，其滚子与套圈滚道的接触精度，在一定负荷的作用下，进行着色检查，接触痕迹应连续，接触长度不应小于滚子母线的80。 二、滑动轴承 1、对于径向厚壁瓦 ①用压铅法、抬轴法或其它方法测量轴承间隙与瓦壳过盈量，轴间隙符合要求，瓦壳过盈量应为0～0.02mm。 ②检查各部件，应无损伤与裂纹，轴瓦应无剥落、气孔、裂纹、槽道与偏磨烧伤情况。 ③轴瓦与轴颈的接触状况用着色法检查，检查角度应无60°～90°(转速高于1000r/min的取下限，转速低于1000r/min的取上限)。在接触范围内要求接触均匀，每平方厘米应有2～4个接触点，若接触不良，则必须进行刮研。 ④清扫轴承箱，各油孔畅通，不得有裂纹、渗漏现象。 ⑤瓦背与轴承座应紧密均匀贴合，用着色法检查，接触面积不少于50。 2、对于径向薄壁瓦 ①轴瓦的合金层与瓦壳应牢固紧密地结合，不得有分层、脱壳现象。合金层表面和两半瓦中的分面应光滑、平整，不答应有裂纹、气孔、重皮、夹渣和碰伤等缺陷。 ②瓦背与轴承座内孔表面应紧密均匀贴合，用着色法检查，内径小于180mm的，其接触面积不小于85，内径大于或等于180mm的，其接触面积不小于70。

研究生《机械系统动力学》试卷及答案

太原理工大学研究生试题 姓名： 学号： 专业班级： 机械工程2014级 课程名称: 《机械系统动力学》 考试时间: 120分钟 考试日期: 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 分数 1 圆柱型仪表悬浮在液体中，如图1所示。仪表质量为m ，液体的比重为ρ，液体的粘性阻尼系数为r ，试导出仪表在液体中竖直方向自由振动方程式，并求固有频率。（10分） 2 系统如图2所示，试计算系统微幅摆动的固有频率，假定OA 是均质刚性杆，质量为m 。（10分） 3 图3所示的悬臂梁，单位长度质量为ρ，试用雷利法计算横向振动的周期。假定梁的 变形曲线为?? ? ?? -=x L y y M 2cos 1π（y M 为自由端的挠度）。（10分） 4 如图4所示的系统，试推导质量m 微幅振动的方程式并求解θ(t)。（10分） 5 一简支梁如图5所示，在跨中央有重量W 为4900N 电机，在W 的作用下，梁的静挠度δst=，粘性阻尼使自由振动10周后振幅减小为初始值的一半，电机n=600rpm 时，转子不平衡质量产生的离心惯性力Q=1960N ，梁的分布质量略去不计，试求系统稳态受迫振动的振幅。（15分） 6 如图6所示的扭转摆，弹簧杆的刚度系数为K ，圆盘的转动惯量为J ，试求系统的固有频率。(15分) 7如图7一提升机，通过刚度系数m N K /1057823?=的钢丝绳和天轮（定滑轮）提升货载。货载重量N W 147000=，以s m v /025.0=的速度等速下降。求提升机突然制动时的钢丝绳最大张力。(15分) 8某振动系统如图8所示，试用拉个朗日法写出动能、势能和能量散失函数。(15分) 太原理工大学研究生试题纸

机械系统动力学试题

机械系统动力学试题 一、 简答题： 1．机械振动系统的固有频率与哪些因素有关？关系如何？ 2．简述机械振动系统的实际阻尼、临界阻尼、阻尼比的联系与区别。 3．简述无阻尼单自由度系统共振的能量集聚过程。 4. 简述线性多自由度系统动力响应分析方法。 5. 如何设计参数，使减振器效果最佳？ 二、 计算题： 1、 单自由度系统质量Kg m 10=, m s N c /20?=, m N k /4000=, m x 01.00=, 00=? x ,根据下列条件求系统的总响应。 （a ） 作用在系统的外激励为t F t F ωcos )(0=,其中N F 1000=， s rad /10=ω。 （b ） 0)(=t F 时的自由振动。 2、 质量为m 的发电转子，它的转动惯量J 0的确定采用试验方法：在转子径向R 1的地方附加一小质量m 1。试验装置如图2所示，记录其振动周期。 a ）求发电机转子J 0。 b ）并证明R 的微小变化在R 1=（m/m 1+1）·R 时有最小影响。 3、 如图3所示扭转振动系统，忽略阻尼的影响 J J J J ===321，K K K ==21 （1）写出其刚度矩阵； （2）写出系统自由振动运动微分方程； （2）求出系统的固有频率； （3）在图示运动平面上，绘出与固有频率对应的振型图。 1 θ（图2）

（图3） 4、求汽车俯仰振动（角运动）和跳振（上下垂直振动）的频率以及振 动中心（节点）的位置（如图4）。参数如下：质量m=1000kg，回转半径r=0.9m，前轴距重心的距离l1=0.1m,后轴距重心的距离l2=1.5m,前弹簧刚度k1=18kN/m,后弹簧刚度k2=22kN/m （图4） 5、如5图所示锻锤作用在工件上的冲击力可以近似为矩形脉冲。已知 工件，铁锤与框架的质量为m1=200 Mg，基础质量为m2=250Mg，弹簧垫的刚度为k1=150MN/m，土壤的刚度为k2=75MN/m.假定各质量的初始位移与速度均为零，求系统的振动规律。

如何选择泵的轴封型式

如何选择泵的轴封型式 轴封是防止泵轴与壳体处泄漏而设置的密封装置。常用的轴封型式有填料密封、机械密封和动力封。 往复泵的轴封通常是填料密封。当输送不允许泄漏介质时，可采用隔膜式往复泵。旋转式泵（含叶片式泵、转子泵等）的轴封主要有填料密封、机械密封和动力密封。 一、填料密封 填料密封结构简单、价格便宜、维修方便。但泄漏量大、功耗损失大。因此填料密封用于输送一般介质，如水等；一般不适用于石油及化工介质，特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。二、机械密封 机械密封（也称端面密封）的密封效果好，泄漏量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维修保养比一般密封要求高。 机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。美国石油学会标准API610（第8版）规定：除用户有规定外，应当装备集装式机械密封。 三、动力密封 动力密封可分为背叶式密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶片（或副叶轮）的离心力作用使轴封处的介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄漏。停车时离心力消失，背叶片（或副叶轮）的密封作用失效，这时靠停车密封装置起到密封作用。 与背叶式（或副叶轮）配套的停车密封装置中较多地采用填料密封。填料密封有普通式和机械松紧式两种。普通式填料密封与一般的填料密封泵相似，要求轴封处保持微正压，以避免填料的干摩擦。机械松紧式填料密封采用配重，使泵在运行时填料松开，停车时填料压紧。 为保证停车密封装置的寿命，减少泵的泄漏量，对采用动力密封的泵，泵进口压力应有限制，即：Ps<10%Pd 式中Ps——泵进口压力，Mpa； Pd——泵出口压力，Mpa。 动力密封性能可靠，价格便宜，维修方便，适用于输送含有固体颗粒较多的介质，如磷酸工业中的矿浆泵、料浆泵等。缺点是功率损失较机械密封大，且其停车密封装置的寿命较短。 轴承与轴配合的检测 轴承与轴的配合间隙必须合适，径向间隙的检测可采用下列方法。 1、赛尺检测法 对于直径较大的轴承，间隙较大，以用较窄的塞尺直接检测。对于直径较小的轴承，间隙较小，不便用塞尺测量，但轴承的侧隙，必须用厚度适当的塞尺测量。 2、压铅检测法 用压铅法检测轴承间隙较用塞尺检测准确，但较费事。检测所用的铝丝应当柔软，直径不宜太大或太小，最理想的直径为间隙的1.5~2倍，实际工作中通常用软铅丝进行检测。 检测时，先把轴承盖打开，选用适当直径的铅丝，将其截成15~40毫米长的小段，放在轴颈上及上下轴承分界面处，盖上轴承盖，按规定扭矩拧紧固定螺栓，然后在拧松螺栓，取下轴承盖，用千分尺检测压扁的铅丝厚度，求出轴承顶间隙的平均值。 若顶隙太小，可在上、下瓦结合面上加垫。若太大，则减垫、刮研或重新浇瓦。 轴瓦紧力的调整：为了防止轴瓦在工作过程中可能发生的转动和轴向移动，除了配合过盈和止动零件外，轴瓦还必须用轴承盖来压紧，测量方法与测顶隙方法一样，测出软铅丝厚度外，可用计算出轴瓦紧力（用轴瓦压缩后的弹性变形量来表示） 一般轴瓦压紧力在0.02~0.04毫米。如果压紧力不符合标准，则可用增减轴承与轴承座接合面处

02---Samcef Rotor在发动机转子动力特性分析中的应用---周传月

Samcef Rotor在发动机转子动力特性分析中的应用 周月1 ，宗克勤2 传 （1.北京东方极峰科技有限公司，北京100081 ；2.哈尔滨第703研究所，哈尔滨100036） 摘 要：本文首先介绍了依托Samcef Field和Samcef Rotor软件搭建的发动机转子动力特性集成仿真分析系统。其次介绍了转子动力特性分析软件Samcef Rotor的特点、模型及分析功能。最后以四个工程应用实例，着重介绍了Samcef Rotor软件在发动机转子动力特性分析中的应用。 关键词：Samcef Rotor，转子，动力特性，有限元分析 1 引言 随着工业的高速发展，旋转机械转速不断增加，性能不断提高。特别是航空燃气涡轮发动机和舰船用燃气轮机，由于其转速加大，推重比不断提高，因而带来了转子部件的负荷的增加。旋转机械的动力学问题历来就是发动机设计和研究人员关注的问题。发动机是高技术和高可靠性的复杂产品，尤其是高速旋转的转子系统，在其产品开发中有着极其复杂和严格的要求。发动机转子动力学问题是发动机研制和开发的一个重要问题。在转子动力学研究中，计算仿真分析（CAE）具有很重要的地位。无论是讨论转子的动力学特性，分析转子的各种动力学现象，还是进行转子系统的设计，解决旋转机械的有关工程问题等，都离不开计算分析工作。在转子动力学的发展历史中，计算方法与理论研究和工程应用是同步发展的。随着计算机技术和软件技术的飞速发展，计算仿真分析的重要性更为突出。甚至一些无法用理论分析方法解决的复杂问题，也可以使用数值计算的方法得到结果，或通过计算机仿真，揭示某些难以用理论分析方法或实验观察获得的新现象。 在传统的转子动力学分析中，计算分析的主要内容是关于转子弯曲振动的临界转速、不平衡响应和稳定性。有时，还有各种激励下的谐波响应和瞬态响应计算。有些转子系统还需要计算扭转振动的固有频率和响应。随着转子动力学研究工作的深入发展，人们发现轴承、轴承座、支承基础，以及其它有关结构对转子的动力学特性有很大的影响，因而有必要把轴承、轴承座、密封，甚至设备的基础也纳入到转子系统中。SAMTECH公司一直致力于转子动力学数值计算方法的研究，在著名的发动机公司的支持下，开发了大型商业化转子动力学分析软件Samcef Rotor。 SAMTECH公司（https://www.360docs.net/doc/f819040342.html,）是欧洲最大的CAE软件公司之一，是著名的有限元分析软件Samcef的开发商。SAMTECH公司的前身是比利时列日大学（University of Liege）的宇航实验室，该实验室自从1965年就从事开发商业化的有限元分析软件Samcef的开发。Samcef软件的开发者于1986年脱离列日大学而创建了SAMTECH公司。SAMTECH与航空和航天工业（SNECMA, EADS, AIRBUS, …），以及防卫、汽车、能源、造船和机床等工业有密切的合作。 Samcef系列软件是世界上广泛应用的有限元分析软件。Samcef包括通用有限元分析软件，如前后处理软件Samcef Field、线性分析软件Samcef Linear和非线性分析软件Samcef Mecano等，以及很多特定的专业软件，如转子动力分析软件Samcef Rotor，高压电缆静动力学分析软件Samcef HVS等。其中转子动力分析模块Samcef Rotor是目前世界上唯一的单轴或多轴转子动力学特性大型有限元分析软件。图1是依托Samcef Rotor软件和Samcef Field软件搭建的发动机的转子动力特性集成仿真分析系统。此系统是一完整的转子建模和仿真分析环境，包含发动机转子动力特性分析的各个方面。

非线性转子 动力学

航空发动机非线性转子碰磨研究 XXX （XXXX 机械工程上海200072） 摘要：综述了国内外非线性转子动力学的研究现状,讨论了非线性转子动力学研究中的7个主要问题,并引述了大量相应的国内外文献,包括:非线性转子动力学研究的一般方法;求解非线性转子动力学问题的数值积分方法;大型转子-轴承系统高维非线性动力学问题的降维求解;基于微分流形的动力系统理论方法;转子非线性动力学行为的机理研究和实验研究;高速转子-轴承系统的非线性动力学设计,最后讨论了非线性转子动力学研究中存在的问题及展望。 关键词：非线性；高速转子；数值积分法 The research for Aeroengine nonlinear rotor WANG Qing-long (Shanghai university mechainal engineering 20072 shanghai) Abstract: Reviewed the research status of nonlinear rotor dynamics both at home and abroad, discusses the seven main in the study of nonlinear rotor dynamics. To questions, and cited a large number of relevant literature both at home and abroad, include: common methods of nonlinear rotor dynamics; To solve the non-linear. Rotor dynamics problems of numerical integral method; Rotor - bearing system of large dimension reduction solution for high dimensional nonlinear dynamics; In the theory of differential dynamic system of the manifold method; Rotor nonlinear dynamics behavior of mechanism research and experiment research; High speed rotor shaft. Bearing system of the nonlinear dynamics design, and finally discusses the problems of nonlinear rotor dynamics research and prospects. Key words: nonlinear; High speed rotor; The numerical integral method. 由于旋转机械系统中各种异常振动的存在,常常引发灾难性的事故。过去研究转子-轴承-基础系统大多采用基于线性转子动力学理论。例如传统转子动力学对转子-轴承系统稳定性问题的研究,一般采用8个线性化的刚度与阻尼特性系数的油膜力模型。对于大型旋转机械中存在的油膜力、密封力、不均匀蒸汽间隙力等严重的非线性激励源,由于数学模型不够完善,以致系统中存在的许多由非线性因素引起的多种复杂动力学行为尚没有彻底搞清,不能满足现代工程设计的需要,迫切需要建立转子-轴承系统的非线性动力学理论,揭示系统存在的各种非线性动力学行为,提出转子-轴承系统的非线性动力学设计方法,研究旋转机械中存在的各种实际问题,这对提高旋转机械运行的稳定性、安全性、可靠性具有重要的现实意义和实际工程背景。 随着非线性动力学理论的发展,非线性转子动力学理论和方法也受到了关注,大量的研究成果使转子动力学面貌一新。但现有的非线性动力学理论和方法在解决高维动力系统方面还存在困难,而工程实际中的转子-轴承-基础系统是一个复杂的高维系统,从而吸引了更多的研究者从事这方面的研究,特别是现代非线性动力学理论在转子动力学中的应用,已成为当今国

高速轴系球轴承_转子系统动力学的研究与发展_李松生

!专题综述# 高速轴系球轴承—转子系统动力学的研究与发展 李松生1,杨柳欣2,张　钢1,陈晓阳1,陈长江2 (1.上海大学　轴承研究室,上海　200072;2.洛阳轴承研究所,河南　洛阳　471039) 摘要:随着旋转机械转速的提高,高速轴系中球轴承—转子系统动力学方面的问题越来越突出,如何解决这些问题成为保证和进一步提高球轴承支承的旋转机械转速及其工作可靠性的关键所在,通过对高速旋转机械球轴承—转子系统动力学国内、外的研究现状进行分析总结,提出了该领域今后的研究方向和发展趋势。 关键词:高速轴系;球轴承;转子系统;动力学;分析;研究 中图分类号:TH133.33 文献标识码:B 文章编号:1000-3762(2005)04-0034-04 随着研究的深入和工程实际的需要,“轴承—转子系统动力学”成为20世纪末和目前动力学领域中一门非常重要、研究非常活跃的学科,正在逐步加以拓展和进一步完善,然而,多数研究主要集中在油膜轴承、磁悬浮轴承等支承轴系的转子动力学方面。随着球轴承支承的旋转机械的转速越来越高,传递的功率越来越大,实际工程中球轴承—转子系统动力学方面的问题也显得越来越突 收稿日期:2004-12-13;修回日期:2004-12-22 作者简介:李松生(1961-),男,高级工程师,上海大学博士研究生,研究方向为轴承力学分析理论、高速转子动力学等。出,需要进行研究和解决。得益于球轴承受力分析方法的逐步发展和完善,从20世纪末开始,有关高速旋转机械球轴承—转子系统动力学方面的研究逐渐得以重视,并获得了相应的进展。 1　国内外研究现状 目前,国内外有关球轴承—转子系统动力学问题的研究主要集中在以下几个方面。 1.1　高速运转条件下球轴承动力学特性的分析 理论和分析方法 在球轴承中,分析球与内外圈沟道之间接触力和接触变形的基本理论是著名的赫兹(Hertz)空 于ActiveX Automation的二次开发技术。AutoC AD ActiveX Automation为其他应用程序提供了访问AutoC AD内部功能的方法,通过创建一个Auto2 Cad.acadApplication对象,而后为每一个产品零件部、工艺图创建相应的绘图类,利用C AD相应对象的事件、函数、属性,实现图框、图形、形位公差等标注。通过图形生成选择界面生成绘图类实例,自动生成的图形以dwg扩展名形式保存,由该系统可切换至AutoC AD系统中编辑,也可将生成的C AD图形输出,显示在frmShow.frm界面上。314　数据库管理和运用模块 其主要包含如下几个界面:frmregister.frm数据库管理系统注册界面,frmChange.frm用户管理界面,frm BearingView.frm轴承产品参数、形位公差、表面粗糙度显示界面,FrmPrecedeView.frm轴承主要工艺参数显示界面,frmAid.frm轴承辅助用表显示和编辑界面,一个产品、工艺设计说明界面frmabout.frm。通过这些界面,当企业发展和技术进步时,可通过修改设计用的参数反映这些变化。数据库的开发利用主要涉及对产品数据和工艺数据的利用,对企业的经营活动以及实现材料定额管理等具有重要的意义。 4　结束语 本系统采用分模块设计,具有可扩展性且维护和使用方便。但因该系统采用的是Access数据库系统,有较大的局限性。在条件成熟时,如能将其移植到Micros oft S Q L Server数据库系统中,采用Client/Server结构下开发,利用S Q L Server多用户、高性能,建立关系型数据库,成为企业的数据源服务器,亦可使用ADO对象和控件建立与数据源的连接,满足分布式需求,功能将更加强大。 (编辑:赵金库) ISS N1000-3762 C N41-1148/TH 轴承 Bearing 　 2005年第4期 2005,N o.4 34-37

立式长轴泵导轴承的选用问题分析

立式长轴泵导轴承的选用问题分析 发表时间：2018-08-01T12:02:59.080Z 来源：《大众科学》2017年11期作者：陈妙[导读] 摘要：阐述了立式长轴泵导轴承的重要性及设计重点，从选材和结构两方面分别作了说明，最后对立式长轴液下泵导轴承运行需注意的问题做了说明。 前言： 与卧式泵相比长轴立式泵有以下优点：1. 长轴立式泵大都设计成液体沿轴线引出，占地面积小，结构紧凑；2. 叶轮大都浸于介质中，启动时不必从泵中抽气，可以随时启动；3. 在水位变动较大的地方，泵按低水位安装，这时泵设计成立式的，可以减小泵站面积，降低基建投资。 1. 立式长轴泵中导轴承设计的重要性 立式泵中导轴承的设计很重要，导轴承的作用是：支撑主轴准确保持垂直位置，同时又可以承受泵中可能出现的径向力，从而使泵运转平稳。 2. 立式长轴泵中导轴承的设计重点 立式泵中导轴承的设计重点：在于轴承材质选择及结构设计。 2.1. 橡胶轴承大部分立式的、温度不高的立式泵的导轴承均采用橡胶制做，通常用硬橡胶，其技术要求如下：抗断强度不小于 120kg/cm2 延伸率不小于 400%永久变形不小于 40% 肖氏硬度 65~75优点：橡胶有良好的弹性和吸震性。缺点：1. 导热性能差，工作温度＜ 65℃； 2. 橡胶导轴承制作时需要用芯轴压模成型，表面不光滑，与轴之间相互转动时粘附力强，因此工作时需要有连续不断的清水润滑与冷却。 2.1.1 立式泵中橡胶导轴承的结构 其结构通常有以下 2 种： 2.1.2 橡胶轴承适用性橡胶轴承适用的介质：常温下无腐蚀性的清洁水及带微量泥沙的水。1. 对于清洁水，可采用自冲洗；2. 对于含泥沙的水，采用外冲洗。 2.2. 铜基合金轴承（如 ZQPbD15-8,ZQPbD10-10）橡胶导轴承虽然有良好的弹性和吸振性，确是热的不良导体（传热性差），而且可加工性差，不易成型，给制造带来一定的难度。铅基铜、锡青铜等铜基合金轴承，具有良好的加工性、润滑性、导热性。轴承内壁可以精 加工，与轴是光滑的面接触，结构如下：铜基合金轴承可以采用水润滑、脂润滑和稀油润滑。在某些特定场合，没有水源，又不允许自润滑的情况下，若采用稀油润滑，需用机封将两端密封。用机封将两端密封，带来了结构设计复杂，生产成本大，安装麻烦等缺点。 2.3. 石墨轴承 石墨是一种非金属材料，具有某些金属材料的属性，特别是浸渍树脂石墨与浸渍金属石墨。其具有良好的导热性、导电性、化学稳定性、抗震性和自润滑性和可加工性；石墨是良好的自润滑材料，可以不需要润滑水，尤其适用于现场没有清洁水源的工作环境；石墨在使用前最好涂上碳氢化合物的润滑剂，因为石墨与碳氢化合物有亲和能力，可增加碳氢化合物的自润滑性。石墨轴承的缺点：石墨的机械性能低，适用于轻载和低接触应力场合，不宜用在高速、高温及却水蒸气的地方。

压缩机转子动力特性及常见振动原因解析

109中国 设备 工程Engineer ing hina C P l ant 中国设备工程 2019.06 （上）压缩机转子与振动情况是影响设备运行性能与效率的重 要关键因素，本文将通过对压缩机转子的结构特点和基本原理分析，对其运动特性进行详细的解析，同时对压缩机上常 见的振动问题及原因进行系统的剖析分解。 1?转子系统特性 转子系统是一种连接轴承与支座组成的旋转部件系统， 是旋转机械中的主要工作部件。转子系统的运动特性是一个 复杂的系统，转子运转常伴有相关系列振动，给设备带来噪 声，甚至严重的元件损坏和转子失稳等害处，极大地影响了 设备的工作效率和使用寿命。见图1。图1?转子简图2?转子动力特性解析2.1 轴承动态运动特性本文以径向轴承为依据，其理想模型状态工作状况为：轴承的中心为一条静态稳定线上浮，在油膜产生的合力作用下达到载荷稳定时，轴颈的中心便达到静态稳定线的某一点和稳定。而当轴承的工作角度因为工作关系工作角度不断地增大，轴承的表面与轴颈之间形成的收敛卷吸作用不断地加大，导致转子不断地被抬起。在常规的工作状态下，转子的工作状态不断受到外界的扰动影响，轴承不仅受油膜的静态油膜托起力，还会因外界的移动和速度等因素扰动产生附加的动态油膜力，所以转子是在静态油膜力与动态油膜力共同作用下工作的非定工作状态。轴承的非定动态方程为公式（1）。（1）式中：r 为轴承轴颈的半径，mm；φ为油膜的厚度，mm；p 为油膜压力值，MPa；u 为油的动力黏度值，Ns/mm 2；ω为转子角速度。2.2 轴承系统的稳定特性轴承的稳定特性，即压缩机处于静态的一种稳定或者动态的一种稳定，静态稳定即转子的外径与长度的比值大于或者等于5时，转子系统此时无论是工作转动速度快还是慢，压缩机转子动力特性及常见振动原因解析 官文超? （沈阳鼓风机集团股份有限公司研究院，辽宁?沈阳?110869） 摘要：压缩机是工业原料生产重要的生产设备之一，其广泛使用在化工、能源、机械等行业。而压缩机的转子动力特性与振动情况将直接影响设备的整体性能和运行效率。本文对压缩机转子动力特性、振动情况等进行了分析研究。 关键词：压缩机；转子；动力特性；振动 中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）06（上）-0109-02 系统只须静态稳定。动态稳定是指转子的长度大于半径时，系统转子工作转动速度大于1000时，此时进行动态稳定。当轴承系统处于稳定状态时，就可以避免一系列的设备振动现象。当系统出现非稳定性振动的时候，转子与转轴之间的力学便出现破坏，设备便会出现一些破坏性的振动现象。2.3 转子系统运动平衡特性转子的振动一般对设备是有害的，但是却无法杜绝这一现象，怎样平衡转子系统的运转振动，使其系统达到一个平衡的高性能状态。其实只要将转子的振动设定在一定范围内，达到一定的转动与振动平衡状态，就可消除危害性的振动现 象。所谓的转子振动平衡即是将转子振动频率限制在转速的 1/10，即可达到转子振动平衡状态。而主要的处理手段是将 转子的外径与长度比值降低来达到转子振动平衡状态。 2.4 齿轮传动系统特性 研究表明，齿轮系统的耦合传动振动特性模型与设备的 固定频率、稳定性能与弯曲、扭转振动模型有着很大的区别。 建立相关斜齿传动模型的分析模型，分析得出斜齿传动系统 振动不仅存在扭曲振动、轴向振动、弯曲振动常规的振动， 还存在动态合力产生的扭摆动。齿轮空间存在6个自由度， 整个系统存在12个自由度，轮齿的重合度为整数，整个啮 合过程中呈现出一个周期性的变化，且同时有部分的轮齿出 现变形现象。斜齿系统的啮合开始于轮齿的一端，然后慢慢 扩展到整个齿面，最后从轮齿一端退出啮合的过程，此时的 轮齿整体性刚度有局部变化，但是较直齿刚度阶跃性的变动， 斜齿只是一小部分的微小波动，如图2为斜齿轮与振动稳定 关系图。综上述分析可知，轮齿的刚度影响有轮齿的齿形（齿 高和齿厚等）、轮齿材料、轮齿的重合度、旋转角度、轮齿 啮合误差等因素。 3?转子振动原因及分析 3.1 压缩机转子振动原理 压缩机主要通过转子的高速转动产生离心力使其具备压 缩功能，出现振动的主要机理是转子振动频率与设备自身振 动频率相接近，导致共振现象，继而出现振动现象。如转子 与转轴的契合不严密时，还可能引起其他的振动效应。 3.2 压缩机机组稳定性引起的振动 机组如出现失稳即可出现转子的不平衡振动，引起的主 要原因是压缩机内部的零件契合度不达标，如转子与转轴的 契合度不够造成的机组失稳，以及离心机基座之间的连接紧