旋转机械转子振动分析和测试技术研究

摘要

振动是影响汽轮发电机组安全稳定运行的关键因素之一。转子弯曲是旋转设备中较容易发生的振动故障之一。轻则促使机组振动加剧，影响安全生产；重则导致停机，需要进行揭缸、直轴，造成巨大的经济损失。 本文详细分析了引起旋转机械转子弯曲的各种因素，以及相应的预防措施。并以动静碰摩为主要因素，建立了转子摩擦热冲击模型。利用有限差分方法分析了摩擦热冲击作用下转子摩擦面的温度分布和热应力分布，得到转子的变形量，较为深入地分析了动静碰摩导致转子弯曲的机理。 针对存在初始弯曲的转子，分析了转子弯曲引起的振动响应的机理。并介绍了轴系和支撑系统的模化方法，运用Riccati传递矩阵法建立计算模型，求解弯曲振动响应。在利用Riccati传递矩阵法建立计算模型基础上，本文利用Matlab编制了计算弯曲振动响应的程序，对某型汽轮发电机组弯曲转子的振动特性进行了计算分析，得到了一些有益的结论。 由于转子弯曲引起的振动危害较大，对于转子弯曲度的测量就显得非常重要。现行的转子弯曲度的测量方法是基于百分表的接触式测量方法以及基于激光扫描技术的非接触式测量方法。这两种方法主要存在操作繁杂、精确度不高以及耗时较长的缺点，已不能满足精确、快捷、高效的测量宗旨。本文提出了一种全新的测量方法——基于涡流传感原理的非接触式测量方法。该方法利用涡流传感器拾取信号，经由采集卡输入计算机，在虚拟仪器Lab VIEW软件平台下，处理数据，得到转子弯曲幅值、弯曲角度及弯曲曲线。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

§1.1课题研究背景和意义

§1.2国内外研究现状

§1.3本文主要工作

第二章转子弯曲的形成机理与处理方法研究

§2.1转子弯曲的形成机理及原因

§2.1.1转子弯曲简介

§2.1.2转子弯曲形成原因的分析研究

§2.2防止转子弯曲的若干技术研究

§2.3弯曲转子的矫直

第三章摩擦形成转子弯曲的仿真研究

§3.1摩擦热冲击问题的建模

§3.2摩擦面转子温度场模型

§3.3不均衡温度场作用下转子的热弯曲

§3.4摩擦热冲击引起转子弯曲的仿真分析

第四章弯曲转子振动特性仿真分析

§4.1振动响应的计算方法简介

§4.2转子轴系的模化

§4.3支撑系统模型

§4.4弯曲转子振动响应的Riccati传递矩阵解法

§4.5弯曲转子振动响应计算程序简介

§4.5.1 Matlab软件简介

§4.5.2程序计算流程

§4.6 300MW汽轮发电机组高中压转子振动响应特性计算分析

§.4.6.1计算中支撑参数的选取

§4.6.2弯曲转子振动特性研究

§4.7弯曲转子振动的平衡补偿方法

§4.7.1弯曲转子平衡补偿计算方法

§4.7.2汽轮机转子补偿后的振动响应

第五章转子弯曲测量方法研究

§5.1现行汽轮机转子弯曲测量方法简介

§5.1.1接触式测量方法

§5.1.2非接触式测量

§5.2现行汽轮机转子弯曲测量方法分析

§5.3基于涡流传感原理的转子弯曲测量方法

§5.3.1涡流传感原理

§5.3.2数据采集硬件系统

§5.3.3虚拟仪器Lab VIEW软件平台

§5.3.4基于涡流传感原理的转子弯曲测量方法的软件实现

§5.4基于涡流传感原理转子弯曲测量方法的实验验证

§5.4.1 ZT-3型振动模拟试验台简介

§5.4.2基于涡流传感原理转子弯曲测量方法的实验应用

§5.5 小结

第六章总结

§6.1本论文主要工作

§6.2研究中尚存在的问题

参考文献

致谢

在读硕士期间科研成果及发表论文