| 题名 | 液下泵单轴轴长对轴静力学特性和转子湿态固有频率的影响 |
| 作者 | 陈强 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 杨从新 ; 唐张献 |
| 关键词 | 液下泵 轴长 轴长变化 静力学分析 模态分析 临界转速 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 浓硫酸生产中最重要的动力来源是液下泵,液下泵能否稳定运行直接关系到生产的可靠性和安全性。为适应不同生产条件的需求,液下泵的液下深度往往需要变化。本文以XDBG700-27型不加轴套单轴液下泵的转子系统作为研究对象,主要研究在液下泵转子系统支撑方式、材料属性等因素都不发生变化的情况下,转子轴长变化对转子稳定性影响的问题。主要内容包括转子系统外界载荷的计算和转子系统支撑条件的确定,转子系统中轴承刚度、油膜刚度的计算,转子轴长变化时各转子的静力学分析,以及模态分析和临界转速的计算。首先,基于计算流体力学理论对液下泵径向力和轴向力进行了研究。径向力和轴向力作为转子系统中重要外部载荷,其大小和方向都会对转子系统产生很大影响。计算结果表明径向力随着流量的增大先减小后增大,在设计工况时径向力最小为179N;轴向力随着流量增加而减小,设计工况点轴向力为6949.22N。其次,根据实际情况需要设计转子轴长变化方案,以原转子轴长为基准,每增加0.1m为一个长度,共设计包括原长转子在内六种转子系统,分别命名为原长转子、转子一、转子二、转子三、转子五和转子六。原长转子系统总轴长为3094mm,转子六总轴长为3594mm。对不同轴长的转子系统进行静力学分析,并按照实际情况设计转子系统的支撑和约束条件,加载外部载荷,分析不同转子系统应力应变变化情况。结果表明转子的最大应力集中在转子顶端,随转子轴长变化不大,基本为20MPa;转子材料的抗拉屈服强度为215MPa,抗压屈服强度为207 MPa,所以方案中的六种转子都能满足转子系统运行的材料强度要求。最后,分“干态”和“湿态”对各个转子系统的固有频率和临界转速进行了计算研究。“干态”情况下各转子的临界转速随着转子轴长的增加,同阶固有频率逐渐减小,临界转速逐渐降低,说明转子系统的支撑跨度增大会导致固有频率降低,六种转子系统的同阶振型有相似之处,最大变形位移不超过4.5mm。模型中主轴长度最长的是转子五,该转子的一阶固有频率为5.6217Hz,一阶临界转速为337.302rpm,远底于转子系统的设计转速。转子系统“湿态”临界转速与“干态”临界转速相比,相同转子的同阶临界转速明显升高,振型也有所不同。转子一的一阶固有频率为44.06Hz,转子二、转子三、转子四的一阶固有频率都在30Hz以上,以30Hz频率的0.8倍也就是设计转速所对应的频率作为界限,以上四种转子系统都符合要求,只有转子五不符合转子运行稳定性的要求,当它从静止启动时,转子的转速会通过自身的一阶临界转速,这就有可能造成共振现象;而且当它在设计转速运行时,转子系统会成为挠性转子,应尽量避免这一现象的发生。通过以上的研究基本确定了转子系统轴长的增加量在原长转子的基础上不能超过0.4m,安全控制长度为0.35m。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 74 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94080]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈强. 液下泵单轴轴长对轴静力学特性和转子湿态固有频率的影响[D]. 2018. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论