1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障特性分析

针对某型1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障现象,分析转子轴端汽封碰摩力表达式,通过施加非线性约束方式,采用连续碰撞力-位移的线性逐段函数模拟碰摩过程的非线性接触刚度,构建含轴端汽封碰摩故障的轴系动力学有限元模型。开展机组轴系非线性稳态同步响应和瞬态频域分析,得到工作转速3000r/min下轴系涡动轨迹,以及不同碰摩刚度下轴系支承位置处的振动瀑布图。结果表明,这种轴系发生高压转子轴端汽封碰摩时,对与碰摩点相邻的支承振动影响明显,振动以基频为主,且随着碰摩刚度增加,会出现3X、2X倍频成分,各支承振幅呈现逐步下降趋势。

浮环轴向长度对高速轻载涡轮增压器转子系统振动特性影响研究

浮环轴承内外轴向长度结构参数会影响油膜压力分布与偏心率,产生显著分频振动而引发高速轻载涡轮增压器转子非线性振动故障。基于流体润滑理论和浮环力矩平衡方程,推导了含浮环轴承的涡轮增压器转子系统动力学方程,揭示浮环轴承轴向长度与转子系统振动响应之间的关系。以某型汽油机用涡轮增压器转子系统为例,分析浮环内、外轴向长度对轴承油膜压力、偏心率等动力特性的影响,构建转子系统动力学有限元模型,通过三维振动瀑布图研究不同浮环轴向长度下转子系统频域瞬态振动响应,结果表明:浮环内轴向长度从2.6增加到4.6 mm,导致浮环转速升高,最大内油膜压力减小,轴颈偏心率降低,分频幅值增加且出现分频的轴颈转速由142 kr/min降至76 kr/min,更易产生明显的非线性涡动现象;浮环外轴向长度从3.6增加到6.15mm,使浮环转速降低,最大外油膜压力变小,浮环偏心率及轴颈相对浮环的偏心率减小,低转速下分频幅值减少且出现分频的轴颈转速由10 kr/min升至22 kr/min,可抑制转子系统过早发生非线性涡动,为浮环轴承结构参数设计与试验提供理论支撑。