一、轉(zhuǎn)子部件的物理模型

所選研究對象為600MW超臨界火電機(jī)組汽動鍋爐給水泵轉(zhuǎn)子，該超臨界泵轉(zhuǎn)子部件有材料為1.4313的軸一根，材料為ZGlCrl3Ni的雙吸葉輪一個，單吸葉輪五個，軸的總長為2763mm,支承軸承的跨距為2131mm，材料1.4313的力學(xué)性能分別為彈性模210GPa，泊松比0.26；材料ZGlCrl3Ni的力學(xué)性能分別為彈性模量190GPa,泊松比0.3；由推力盤限制軸向位移；采用口環(huán)及級間密封，徑向由徑向軸承支承，由于結(jié)果相當(dāng)復(fù)雜，故在ANSYSWorkbench中建模是很困難的，所以采用具有較強(qiáng)造型功能的Pro/Engineering軟件進(jìn)行建模，先將各個零件進(jìn)行獨(dú)立建模，然后采用骨架裝配技術(shù)將各個零件進(jìn)行裝配，在整個建模過程中忽略了對模態(tài)分析影響甚微的鍵槽、小孔等特征。所得轉(zhuǎn)子物理模型如圖1所示。

二、材料屬性

本轉(zhuǎn)子部件的軸的材料為1.4313,葉輪的材料為ZGlCrl3Ni，因這兩種材料不在ANSYSWorkbench的材料庫中，為此需要人工定義材料，手動輸入這兩種材料的相關(guān)屬性，并將其添加到材料庫，以便使用，兩種材料的主要的屬性表如下所示：

三、網(wǎng)格劃分

采用四面體劃分網(wǎng)格法進(jìn)行計算域的離散，http://.為了提高計算精度，設(shè)置相關(guān)度為30,網(wǎng)格劃分結(jié)果為：節(jié)點(diǎn)數(shù)：146819，網(wǎng)格數(shù)：82819。計算模型如圖2所示。

四、邊界條件及基本假設(shè)

在圓柱面位置均給定圓柱面約束即軸向、徑向均約束，切向均自由；將彈簧單元中與軸相連的結(jié)點(diǎn)給定軸向約束，而彈簧另一端的結(jié)點(diǎn)wq固定；不考慮公差配合引起的連接不切實(shí)對分析結(jié)果的影響，認(rèn)為該超臨界泵轉(zhuǎn)子各零部件間均為剛性連接，不存在連接間隙的影響。

五、無載、剛性支承條件下轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速

為了便于分析各因素對臨界轉(zhuǎn)速的影響，借助ANSYSWorkbench12軟件，采用模態(tài)分析求解無載（不考慮重力、液體對葉輪的作用力等）、剛性支承下水泵轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，通過人工定義軸及葉輪的材料，網(wǎng)格劃分如前所述，在水泵轉(zhuǎn)子與軸承接觸部分給定徑向、軸向約束作為位移邊界條件。

可以看出，第1子步產(chǎn)生一階彎曲振動，水泵振動方向沿著Z方向，而且振型只有一個極值點(diǎn)，是水平一彎振動；而第2子步的振動方向是沿著F方向振型也只有一個極值點(diǎn)，是豎直一彎振動；其它相鄰子步則也是互相正交的彎曲振動，第4、5、6子步分別為三階、四階、五階彎曲復(fù)合振動，其中四、五子步有兩個極值點(diǎn)，第六子步有三個極值點(diǎn)；第三子步為向內(nèi)擠壓扭轉(zhuǎn)耦合振動；前五階橫向彎曲振動的固有頻率（Hz)分別為：108.96，108.97,314.4,314.45,639.14。相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速（r/min)值為：6537.6,6538.2,18864,18867,38348.4。

六、支承跨距對轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響

為了驗(yàn)證求解方法的可靠性，計算了不同支承跨距下水泵轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，隨著支承跨距的減小，http://.轉(zhuǎn)子同階的臨界轉(zhuǎn)速是增加的，這是由于支承跨距的減小，使轉(zhuǎn)子的剛度提高，使得轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速提高，這與實(shí)際情況相符，故采用有限元軟件ANSYSWorkbench12對超臨界泵轉(zhuǎn)子進(jìn)行模態(tài)分析，求解臨界轉(zhuǎn)速值的結(jié)果是可靠的。

七、陀螺效應(yīng)作用下轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速

陀螺力矩對轉(zhuǎn)子部件臨界轉(zhuǎn)速的影響又稱為陀螺效應(yīng)或回轉(zhuǎn)效應(yīng)。

當(dāng)圓盤不在支承中點(diǎn)或偏于一邊時，轉(zhuǎn)軸變形后，圓盤的軸線與兩支點(diǎn)的連線產(chǎn)生一夾角。于是，圓盤對質(zhì)心產(chǎn)生動量矩作用，當(dāng)轉(zhuǎn)軸有自然振動時，圓盤軸線與兩支點(diǎn)連線所構(gòu)成的平面產(chǎn)生進(jìn)動角速度，由于軸線的變化，圓盤對質(zhì)心產(chǎn)生動量矩將不斷改變方向，從而產(chǎn)生慣性力矩，這一慣性力矩被稱為陀螺力矩。

如想了解更多關(guān)于廣州廣一泵業(yè)有限公司的信息，可關(guān)注網(wǎng)站：http://.  聯(lián)系電話：020-36800721 李先生

聯(lián)系電話：020-36800721/ 020-36800722    聯(lián)系手機(jī)：13827265823 / 13825759688

聯(lián)系人：李先生                            聯(lián)系QQ：2858083868/187252656

聯(lián)系地址：廣州市科韻南路133號