680型燃气轮机转子临界转速计算方法研究

摘要

680 型燃气轮机转子的轮盘之间采用端面齿连接,用一根中心拉杆将各级轮盘串连起来并加以预紧。这种类型转子的临界转速的计算方法与整体结构转子的计算方法有着较大的差别，目前国内尚无对重型燃气轮机拉杆转子的轴系振动特性进行计算的先例。本论文的研究目的是为了更好地了解端面齿和轴段刚度、转子振动性能之间的关系，掌握中心拉杆转子临界转速的计算方法，为设计和运行提供数值上的参考依据，进而有能力避免燃气轮机机组在运行中可能出现的轴系问题或出现问题时能够作出正确的故障诊断。
　　 本论文首先采用有限元方法计算和分析了680 型燃气轮机转子的端面齿啮合段的力学特性，同时考虑了轴向力、转速和轴段尺寸对端面齿啮合段力学特性的影响，并用等效单元的方法对端面齿啮合段的力学模型进行简化，将端面齿啮合段“封装”起来，从而解决了端面齿牙数过多导致计算量过大的问题。在此基础上，分别用有限元法和传递矩阵法计算680 型燃气轮机转子的临界转速和振型。有限元分析在ANSYS软件中完成，传递矩阵法则通过自行编制计算程序完成。
　　 在用传递矩阵法计算680 型燃机转子临界转速时，将等效单元的力学特性数据作为端面齿啮合段轴段的输入参数，从而解决了传递矩阵法中端面齿啮合段刚度难以计算的问题。
　　 通过将两种计算方法得到的结果与试验数据进行比较，表明有限元法和传递矩阵法的计算结果都具有很高的精度，说明这两种计算方法均可应用于工程设计计算。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 序言

第二章 端面齿结构及数学模型建立

第三章 端面齿三维有限元分析模型

第四章 传递矩阵法转子临界转速计算

第五章 试验结果与计算数据的比较

第六章 结论

参考文献