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飞轮转子系统动力特性研究

郑泽晔  
【摘要】:“十二五”期间,是铁路建设加快推进的时期,高速、重载是铁路的必然发展趋势。在最新研制的机车滚动试验台中,模拟车辆的试验速度达到600km/h,并且需要能够模拟铁路车辆行驶过程中的多种工况,包括起动、加速、制动等,这就需要可靠的装置来储存和释放能量以模拟车辆的负载。使用飞轮来模拟车辆在多种工况下的负载,抑制速度波动,使试验台能够逼近车辆运行的真实情况。 飞轮高速旋转时会产生振动,而振动严重会使飞轮轴断裂,造成事故。所以,本文运用转子动力学的相关理论方法对飞轮振动进行研究。改变飞轮转子系统相关参数,利用传递矩阵法编程计算飞轮临界转速和不平衡响应。飞轮模拟的负载主要与转动惯量和转速有关。转速越高,模拟的负载也就越大,但转速过高,可能会导致振动加剧。挤压油膜阻尼器是广泛应用于航空发动机中的减振装置,在地面旋转机械中使用较少,本文对带挤压油膜阻尼器的飞轮转子动力特性进行了计算。经过计算、分析,得出以下结论: 1.飞轮质量在3700kg~4500k范围内时,质量越大,临界转速越低,相应的轴承处振幅也会越大; 2.飞轮转子系统支承刚度越大,临界转速越高,且两端支承刚度不对称时轴承处振幅相差较大;在一定范围内,支承跨距有一个最佳值,但是要综合考虑飞轮转子整体结构来选取跨距值; 3.挤压油膜阻尼器的弹支刚度在满足临界转速要求的前提下,只要强度允许,弹支刚度越低越好,但此时油膜间隙应该要大一些; 4.在一定范围内,增大不平衡量,幅频特性的影响基本不大,但挤压油膜阻尼器减振效果会增强; 5.在其它参数确定的情况下,油膜半径间隙存在一个最有利的范围。


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