论文部分内容阅读
对于旋转机械,尤其是转速远高于一阶临界转速的高速转子,轴承—转子系统的临界转速等固有的性质,会影响旋转机械的平稳性。影响平稳性的最普遍的问题是振动问题,转子系统大幅振动,不但影响高速永磁起动发电机的性能,还可能出现各种事故,导致高速永磁起动发电机不能正常工作。本文中所要研究的高速永磁起动式发电机,其转速要求达到每分钟十万转左右,工作转速远远高于一阶的临界转速,将其作为刚性轴进行研究已经不能达到预期的效果,因此要将转子作为挠性轴进行动态特性分析。本文以转子动力学作为基础的理论,建立了传递矩阵法计算临界转速的模型;同时使用该改进的Riccati传递矩阵法,解决了漏根、错根的问题;借助于Pro/E、MATLAB、ANSYS等软件进行了模型参数的计算,编制了计算临界转速和模态振型的程序;通过对文献算例的验证,证明了程序的正确性;在MATLAB的基础上,对动力学软件的设计进行了初步的尝试;设计了简单的可视化界面。在影响临界转速的因素中,对轴承支座的刚度和轴承的刚度两个方面进行了分析,其中轴承的刚度又从轴承预紧力、接触角、转子转速三个方面进行了分析。对高速永磁起动发电机使用动刚度进行了临界转速、模态振型的计算。在理论分析的基础上,对轴承支座进行了力锤的瞬态激振实验,从中分析出轴承支座的固有频率、轴承支座刚度等模态参数;对轴承正常工作时进行了动态信号的采集,分析了高速永磁起动发电机运转过程中产生振动的原因,从实时频谱中找出了高速永磁起动发电机的临界转速;从实验得出了临界转速随轴承预紧力的变化规律;根据变化规律提出了调整临界转速的措施。最后在以上分析的基础上,对刚性联轴器—转子系统、挠性联轴器—转子系统的临界转速进行了分析比较。