600MW汽輪機油膜力模型及轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟和技術發(fā)展的需要，汽輪機、航空燃氣輪及離心機等大型旋轉(zhuǎn)機械朝著高效率、高轉(zhuǎn)速和高參數(shù)的方向發(fā)展。對于這些大型旋轉(zhuǎn)機械而言其轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)是其核心部件。轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的非線性特性直接決定著旋轉(zhuǎn)機械能否安全運行，特別是對具有高參數(shù)和高轉(zhuǎn)速的600MW汽輪機機組而言，轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的非線性特性的重要性更為突出。600MW汽輪機所用的支撐為滑動軸承型式，滑動軸承對其非線性動力學特征及穩(wěn)定性有極大的影響，在一定程度上，可以說描述滑動軸承油

2、膜力模型的正確與否在很大程度上決定了軸系的安全性和穩(wěn)定性。所以，對滑動軸承油膜力模型的研究具有十分重大的意義。因此，本文開展了對600MW汽輪機機組支撐形式為圓瓦軸承和可傾瓦軸承的油膜力模型的研究并進行了相關響應和穩(wěn)定性分析，建立了兩種不同軸承作為600MW汽輪機支撐的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模化實驗臺，并對系統(tǒng)的響應、動態(tài)特性和穩(wěn)定性進行了探究，從而為本文所提模型提供了試驗佐證。
　　論文的研究內(nèi)容主要涉及了圓瓦軸承油膜力模型研究、可傾瓦軸承油

3、膜力模型研究、兩種不同軸承支撐下600MW汽輪機?；D(zhuǎn)子系統(tǒng)的響應和穩(wěn)定性研究及實驗研究四個方面：
　　第一，論文建立了改進的圓瓦軸承非線性油膜力模型并作了相應的分析。首先，分析了大型旋轉(zhuǎn)汽輪機工作的性質(zhì)并對圓瓦軸承的潤滑機理和理論做了相關研究；其次，基于Muszynska圓瓦油膜力模型，在考慮油膜切向分量時，推出了改進的圓瓦軸承油膜力模型，并將所得模型與其它模型進行了比較分析，證實本模型的準確性和實用性；再次，針對600MW汽輪

4、機軸系給出了圓瓦軸承包角的取值范圍，同時分析了圓瓦軸承油膜破裂的條件和原因；最后，分析了軸承結(jié)構不同參數(shù)同圓瓦軸承振動穩(wěn)定特性及圓瓦油膜動態(tài)特性系數(shù)變化的規(guī)律。
　　第二，論文提出了改進的可傾瓦軸承非線性油膜力模型并作了相應的分析。首先，對可傾瓦軸承的潤滑機理和潤滑理論做了詳細的研究；其次，為了更加準確的描述可傾瓦軸承的油膜力分布，在對油膜壓力修正基礎上推導出了一種適合于描述可傾瓦軸承非線性油膜力模型和動態(tài)特性系數(shù)的計算公式，并與

5、傳統(tǒng)模型進行了比較和分析，證實了本文模型的準確性和實用性；再次，針對600MW汽輪機軸系給出了可傾瓦軸承包角的取值范圍；最后，分析了不同軸承結(jié)構參數(shù)對可傾瓦軸承振動穩(wěn)定性和可傾瓦油膜力的動態(tài)特性系數(shù)的影響。
　　第三，研究了600MW汽輪機在兩種軸承型式支撐下?；D(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的響應特征及穩(wěn)定性并給出了600MW汽輪機機組失穩(wěn)轉(zhuǎn)速變化曲線和參考表。首先，本文基于對600MW汽輪機?；⒘宿D(zhuǎn)子系統(tǒng)模型，再借助有限單元法得到了系統(tǒng)的

6、動態(tài)方程，求解該動力學方程時用了數(shù)值方法；其次，探究了圓瓦和可傾瓦兩種支撐轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的響應及穩(wěn)定性，同時對不同支撐型式下系統(tǒng)動力特性進行了分析并得到了相應的變化關系；最后，根據(jù)Lyapunov最大指數(shù)法，分析了圓瓦和可傾瓦滑動軸承支撐下600MW汽輪機?；D(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性，給出了兩種軸承結(jié)構參數(shù)對600MW汽輪機組?；S系的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速影響的變化曲線和參考表，這為600MW汽輪機組軸系的設計提供了參考。
　　最后，通過實驗研究論證