转子-轴承-干气密封系统振动响应及结构优化

摘要

目的 为了提高干气密封系统在运行工况下的稳定性,对密封螺旋槽槽型参数进行优化.方法 根据转子-轴承-干气密封系统轴向振动动力学模型,建立双自由度振动方程.在特定的工况下,通过Maple软件多次拟合求解气膜非线性方程,得到气膜轴向刚度和阻尼.运用MATLAB软件中的龙格-库塔法对三阶的非线性振动方程数值求解,绘制不同螺旋角度下的时间历程图和相图,分析对比不同螺旋角度下静环的振动位移.结果 从螺旋角度与静环振动位移的关系得出,当α=74.53°时,静环振动位移最小,其最大振幅为7μm,最大振速为7tm/s;当α=73.78°时,静环振动位移最大,其最大振幅为16.5 μm,最大振速为17 μm/s.改变螺旋角度可以调节和减小静环的振幅.结论 在考虑叶轮转子的气动力和轴承油膜力的干气密封系统下,螺旋角度的增加能够提高系统运行的稳定性,增加螺旋角度(0.5°～0.6°)使得动静环的追随性最佳,对干气密封结构的设计提出了指导.