徑軸流汽輪發電機組模化軸系特性研究

戴日輝,劉 喆,張廣輝

(1.海裝沈陽局駐哈爾濱地區第三軍事代表室,黑龍江 哈爾濱 150078;2.哈爾濱工業大學 能源科學與工程學院,黑龍江 哈爾濱 150001)

0 引言

轉子系統的臨界轉速是必須考慮的重要參數對于旋轉機械設計來說,若轉子系統的工作轉速在臨界轉速附近,系統會出現大幅度的振動[1-4],進而會造成重大的事故。對于徑軸流式汽輪機,目前正朝著高效率高轉速的方向發展,因此確定徑軸流式汽輪機轉子的臨界轉速對于汽輪機的安全運行至關重要[5-7]。

國內外很多學者在臨界轉速方面有著較深的研究,OMvklestad和MAProhl 1944年和1945年,用于解決多圓盤軸振動的初始參數法成功推廣到解決軸的橫向振動問題,從而定量計算轉子的臨界轉速[8]。后來,一些學者提出了Riccati傳遞矩陣法,將計算方法和計算精度提高到一個新的水平。在計算臨界速度時,許多國內研究人員常用的能量法和瑞利一里茲 (Rayleigh—Ritz)法,鄧克萊(Durkerley)法律等,但這些方法基本上假設模型中的支撐是剛性的,因此只適用于解決低速、簡單轉子的臨界轉速[9]。目前,臨界速度的計算方法相對完善,主要分為有限元法、傳遞矩陣法、模態綜合法和動剛度法[10]。最常用的方法之一是傳遞矩陣法和有限元法。傳遞矩陣法計算臨界轉速時,大多采用迭代搜索法編制計算程序,分析轉子的臨界轉速;有限元法是根據變分原理解數學物理方程的數值計算方法。它可以直接從轉子的物理模型開始離散轉子,然后對離散模型進行嚴格的數學處理[11]。……