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振动是影响大型旋转机械安全运行的重要因素,同时也直接反映了设备稳定运行状况。不平衡是最常见的振动故障原因,约占故障总量的75%以上,因此转子系统的不平衡响应特性一直是转子动力学的一个重要研究内容。论文以轴承一转子系统为研究对象,在有限元软件ANSYS中建立了轴承-转子系统的分析模型,对转子系统的动力特性和不平衡响应进行了深入研究。研究工作对旋转机械的设计和现场故障诊断具有重要的指导意义。
论文首先根据转子振动模拟试验台的实际结构尺寸,在有限元软件ANSYS中建立了包含轴承座的转子系统分析模型。对该模型进行了动力特性计算,验证了模型的合理性。讨论了陀螺力矩、阻尼和支承特性对转子系统临界转速的影响。
在建立的转子系统有限元模型上施加不平衡质量进行不平衡响应计算,研究了不平衡质量大小和不平衡分布形式对转子系统振动响应的影响,结果表明:轴振和瓦振的幅值都与激振力大小成正比;不平衡量分布对不平衡响应的振幅和谐分量大小都有很大的影响。论文还模拟分析了支承特性不对称时的不平衡响应特征。
针对现场振动故障诊断过程中发现的异常轴瓦振动关系,建立了考虑支承特性作用的轴瓦振动关系的分析模型,对不同支承特性下的轴瓦振动关系进行了分析。并以建立的转子系统有限元模型为对象,就支承刚度对转子系统不平衡响应的影响进行了仿真模拟。结果表明:在柔性支承下,轴振与瓦振之间的比例关系比传统刚性支承要复杂的多;支承特性对转子系统的动态特性有很大的影响。根据论文研究得到的结论,成功地分析和处理了两起工程实例的振动故障,说明研究工作对现场故障诊断具有非常重要的指导意义。