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DH型离心压缩机转子系统动力特性研究

谢红杰  
【摘要】: 作为一种应用广泛的离心压缩机,DH型离心压缩机的国产化无论在理论设计还是工程实践应用方面都存在着大量的问题。本文以一台日产DH型离心压缩机为研究对象,研究分析了三平行轴齿轮轴承转子系统的动力特性,为国产DH型离心压缩机的优化设计和工程实际应用提供理论依据和参考,并为考虑联轴器和电机等配套设施在内的三平行轴齿轮轴承转子系统的进一步研究打下了基础。 本文首先在阐述了齿轮轴承转子系统动力学理论知识的基础上,根据一台日产DH型离心压缩机的计算参数,建立了三平行轴齿轮轴承转子系统的有限元计算模型,并应用有限元软件ANSYS对其进行了模拟分析;然后对比分析研究了三平行轴齿轮轴承转子系统各转动轴在非耦合及各种耦合状态下的动力特性;接着分析研究了阻尼对滑动轴承支承的三平行轴齿轮轴承转子系统动力特性的影响;最后探讨了轴承参数变化及齿轮参数变化对三平行轴齿轮轴承转子系统动力特性的影响。 本文研究结果表明:(1)轴承间隙比和主动轴轴承宽径比对三平行轴齿轮轴承转子系统的低阶频率影响很小,轴承间隙比和主动轴轴承宽径比增大到一定程度时系统固有频率数目减少;设计三平行轴齿轮轴承转子系统时应根据不同的工作转速来选择适当的轴承间隙比和轴承宽径比,以使系统处于最佳运行状态。(2)0Hz到115Hz之间的频率段,润滑油温度变化对三平行轴齿轮轴承系统的振动模态影响很小;在120Hz到270Hz之间的频率段,三平行轴齿轮轴承转子系统的固有频率值随润滑油温度的升高而递增。(3)三平行轴齿轮轴承转子系统低阶频率随着转速的增加振动频率值降低,稳定性变差。(4)斜齿轮螺旋角在8度到20度间变化时,三平行轴齿轮轴承转子系统的振动特性基本没有变化。(5)相同数量级啮合刚度下,斜齿轮传动和直齿轮传动的三平行轴齿轮轴承转子系统低阶频率的振动特性基本相同;随着啮合刚度的增加,直齿轮传动的三平行轴齿轮轴承转子系统固有频率数目减少。


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