整体式挤压油膜阻尼器抑制转子振动及管道减振研究

摘要

振动问题在旋转设备和化工管道上比较常见。针对旋转机械在运行过程中可能由于不平衡、不对中和碰摩等故障而引起转子系统振动失稳问题，设计一种弹性阻尼支承结构——整体式挤压油膜阻尼器（Integral Squeeze Film Damper，简称ISFD），研究阻尼器对故障转子的振动控制效果。针对化工行业常见的管道振动问题，应用新型粘滞性阻尼器，完成管道减振改造项目，研究阻尼减振技术在管道上的应用。主要工作总结如下:
　　(1)在挤压油膜阻尼器(Squeeze Film Damper，简称SFD)基础上，设计了一种由整体式挤压油膜阻尼器和滚动轴承组成的弹性阻尼支承结构，分析了其减振原理，并用有限元软件计算阻尼器的刚度特性。
　　(2)探讨整体式挤压油膜阻尼器抑制不平衡转子振动。建立单跨不平衡转子模型，利用有限元法仿真计算整体式挤压油膜阻尼器的振动控制效果，并搭建转子实验台，模拟转子不平衡故障，实验研究整体式挤压油膜阻尼器对不平衡转子振动的抑制作用。
　　(3)探讨整体式挤压油膜阻尼器抑制不对中转子振动。建立不对中转子模型，分析不对中转子振动机理，利用有限元法仿真计算整体式挤压油膜阻尼器的振动控制效果，并搭建转子实验台，模拟转子不对中故障，实验研究整体式挤压油膜阻尼器对不对中转子振动的抑制作用。
　　(4)探讨整体式挤压油膜阻尼器抑制碰摩转子振动。建立碰摩转子模型，分析碰摩转子振动机理，搭建转子实验台，模拟转子碰摩故障，实验研究整体式挤压油膜阻尼器对碰摩转子振动的抑制作用。
　　(5)探讨整体式挤压油膜阻尼器抑制双盘悬臂转子振动。建立单跨双盘悬臂转子模型，利用有限元分析计算悬臂长度、支承类型对转子系统临界转速的影响规律，并搭建单跨双盘悬臂转子实验台，实验研究整体式挤压油膜阻尼器对单跨双盘悬臂转子过临界振动的抑制作用。
　　(6)探讨阻尼减振技术在管道上的应用研究。以河北某石化企业柱塞泵进口管线为例，分析管道振动原因，应用新型粘滞性阻尼器，研究管道阻尼减振技术。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 课题来源、研究目的及意义

1．1．1 课题来源

1．1．2 研究目的及意义

1．2 旋转机械及管道振动控制研究概述

1．2．1 转子振动原因及控制方法

1．2．2 管道振动原因及控制方法

1．3 弹性阻尼支承的发展及应用

1．4 本文主要研究内容

第二章 整体式挤压油膜阻尼器结构设计

2．1 引言

2．2 整体式挤压油膜阻尼器简介

2．3 阻尼器结构设计

2．3．1 轴向厚度对刚度的影响规律

2．3．2 挤压油膜间隙对刚度的影响规律

2．3．3 S型弹性体高度对刚度的影响规律

2．3．4 S型弹性体径向位置对刚度的影响规律

2．3．5 S型弹性体分布角度对刚度的影响规律

第三章 整体式挤压油膜阻尼器抑制不平衡转子振动研究

3．1 引言

3．2 不平衡转子动力学分析

3．3 不平衡转子仿真分析

3．3．1 基于有限元的DyRoBes软件介绍

3．3．2 不平衡转子振动数值仿真模拟

3．4 转子实验台及振动数据采集系统简介

3．4．1 实验装置及测试系统

3．4．2 转子实验台调试

3．5 整体式挤压油膜阻尼器抑制不平衡转子振动实验

3．5．1 不同支承类型下振动抑制规律

3．5．2 不同安装位置下振动抑制规律

3．5．3 不同安装数量下振动抑制规律

3．6 本章小结

第四章 整体式挤压油膜阻尼器抑制不对中转子振动研究

4．1 引言

4．2 不对中转子系统动力学分析

4．3 不对中转子振动数值仿真分析

4．4 整体式挤压油膜阻尼器抑制转子不对中振动实验

4．4．1 不同支承类型下振动抑制规律

4．4．2 不同不对中量下振动抑制规律

4．4．3 不同转速下对振动抑制规律

4．4．4 不同安装位置下振动抑制规律

4．4．5 不同安装数量下振动抑制规律

4．5 本章小结

第五章 整体式挤压油膜阻尼器抑制碰摩转子振动研究

5．1 引言

5．2 转子碰摩机理分析

5．2．1 碰摩转子模型

5．2．2 转子局部碰摩力方程

5．3 整体式挤压油膜阻尼器抑制碰摩转子振动实验

5．3．1 不同支承类型下振动抑制规律

5．3．2 不同转速下振动抑带0规律

5．3．3 不同安装位置下振动抑制规律

5．3．4 不同安装数量下振动抑制规律

5．4 本章小结

第六章 整体式挤压油膜阻尼器抑制双盘悬臂转子振动研究

6．1 引言

6．2 双盘悬臂转子系统临界转速的模拟计算

6．2．1 刚性支承条件下悬臂长度对临界转速的影响

6．2．2 弹性阻尼支承条件下悬臂长度对临界转速的影响

6．2．3 悬臂长度对转子系统临界转速的影响小结

6．3 整体式挤压油膜阻尼器抑制双盘悬臂转子振动实验

6．3．1 悬臂长度及支承类型对临界转速的影响

6．3．2 不同支承类型下转子过临界振动响应

6．4 本章小结

第七章 管道阻尼减振技术研究

7．1 前言

7．3 河北某石化厂柱塞泵入口管线的阻尼减振改造

7．3．1 柱塞泵入口管道振动情况

7．3．2 柱塞泵入口管线振动原因分析

7．3．3 阻尼减振模拟仿真

7．3．4 阻尼减振方案

7．3．5 阻尼减振效果

7．5 本章小结

第八章 结论与展望

8．1 结论

8．2 展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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