留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双转子系统联轴器不对中振动响应分析

蒋玲莉 陈雨蒙 李学军 张宏献

蒋玲莉, 陈雨蒙, 李学军, 张宏献. 双转子系统联轴器不对中振动响应分析[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(9): 1350-1356. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190007
引用本文: 蒋玲莉, 陈雨蒙, 李学军, 张宏献. 双转子系统联轴器不对中振动响应分析[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(9): 1350-1356. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190007
Jiang Lingli, Chen Yumeng, Li Xuejun, Zhang Hongxian. Vibration Analysis of Dual-rotor System with Coupling Misalignment[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(9): 1350-1356. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190007
Citation: Jiang Lingli, Chen Yumeng, Li Xuejun, Zhang Hongxian. Vibration Analysis of Dual-rotor System with Coupling Misalignment[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(9): 1350-1356. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190007

双转子系统联轴器不对中振动响应分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190007
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51575177

湖湘青年英才项目 2017RS3049

国家自然科学基金项目 11672106

详细信息
    作者简介:

    蒋玲莉(1981-), 教授, 博士生导师, 研究方向为转子动力学, 设备状态监测与故障诊断, linlyjiang@163.com

  • 中图分类号: V231.96

Vibration Analysis of Dual-rotor System with Coupling Misalignment

  • 摘要: 针对双转子系统不对中普遍存在,影响系统振动特性的问题,对内转子含有联轴器不对中的双转子系统进行了动力学仿真及振动分析。以某型航空发动机双转子系统为对象,通过施加不对中引发的附加载荷,建立双转子系统联轴器不对中动力学有限元模型。对比分析了特定工况下转子系统随不对中量增加,内外转子振动的频谱特征及轴心轨迹的变化规律。结果表明:内转子联轴器不对中振动特性可通过中介轴承传递到外转子,外转子支撑位置及中介轴承对应位置均可监测到内转子联轴器不对中振动响应;一倍频对联轴器不对中故障不敏感,二倍频幅值随联轴器不对中量的增加而增加,且距离联轴器越近的支撑位置的不对中响应越敏感;轴心轨迹随联轴器不对中量的增加由"椭圆"形变为"内八字"形。
  • 图  1  双转子系统结构简图

    图  2  内转子1不对中力矩分解

    图  3  双转子系统有限元模型

    图  4  频谱图及轴心轨迹(α=0°)

    图  5  频谱图及轴心轨迹(α=4°)

    图  6  频谱图及轴心轨迹(α=8°)

    图  7  频谱图及轴心轨迹(α=12°)

    图  8  双转子系统轴心轨迹

    图  9  二倍频幅值随不对中量变化图

    表  1  双转子系统轴段单元参数

    单元 长度/mm 内径/mm 外径/mm
    1 10 60 70
    1 10 70 240
    2 40 60 70
    3 40 60 70
    4 35 60 70
    5 40 60 70
    6 40 60 70
    7 35 60 70
    8 10 30 70
    8 10 70 240
    9 30 30 40
    10 5 0 40
    11 50 0 20
    12 5 0 40
    13 77.5 30 40
    14 60 30 40
    15 52 30 40
    16 112 30 40
    17 112 30 40
    18 112 30 40
    19 60 30 40
    20 52 30 40
    21 20 30 40
    22 62.5 30 40
    23 5 30 70
    24 75 60 70
    25 10 60 70
    25 10 70 240
    26 10 60 70
    26 10 70 240
    27 10 60 70
    28 60 60 70
    29 110 60 70
    30 110 60 70
    31 110 60 70
    32 110 60 70
    33 60 60 70
    34 10 60 70
    35 10 60 70
    35 10 70 240
    下载: 导出CSV
  • [1] 刘占生, 赵广, 龙鑫.转子系统联轴器不对中研究综述[J].汽轮机技术, 2007, 49(5):321-325 doi: 10.3969/j.issn.1001-5884.2007.05.001

    Liu Z S, Zhao G, Long X. Survey of the research on coupling with misalignment of rotary machinery[J]. Turbine Technology, 2007, 49(5):321-325(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-5884.2007.05.001
    [2] 韩清凯, 王美令, 赵广, 等.转子系统不对中问题的研究进展[J].动力学与控制学报, 2016, 14(1):1-13 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dlxykzxb201601001

    Han Q K, Wang M L, Zhao G, et al. A review of rotor systems with misalignment[J]. Journal of Dynamics and Control, 2016, 14(1):1-13(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dlxykzxb201601001
    [3] Wang N F, Jiang D X. Vibration response characteristics of a dual-rotor with unbalance-misalignment coupling faults:theoretical analysis and experimental study[J]. Mechanism and Machine Theory, 2018, 125:207-219 doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2018.03.009
    [4] Sawalhi N, Ganeriwala S, Tóth M. Parallel misalignment modeling and coupling bending stiffness measurement of a rotor-bearing system[J]. Applied Acoustics, 2019, 144:124-141 doi: 10.1016/j.apacoust.2017.07.022
    [5] Fu X Q, Jia W T, Xu H, et al. Imbalance-misalignment-rubbing coupling faults in hydraulic turbine vibration[J]. Optik, 2016, 127(8):3708-3712 doi: 10.1016/j.ijleo.2016.01.006
    [6] Sinha J K, Lees A W, Friswell M I. Estimating unbalance and misalignment of a flexible rotating machine from a single run-down[J]. Journal of Sound and Vibration, 2004, 272(3-5):967-989 doi: 10.1016/j.jsv.2003.03.006
    [7] 张振波, 马艳红, 李骏, 等.带有支承不同心转子系统的动力响应[J].航空动力学报, 2012, 27(10):2321-2328 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hkdlxb201210025

    Zhang Z B, Ma Y H, Li J, et al. Dynamic response of aero-engine rotor system with bearing misalignment[J]. Journal of Aerospace Power, 2012, 27(10):2321-2328(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hkdlxb201210025
    [8] 张振波, 马艳红, 李骏, 等.航空发动机支承不同心转子系统力学模型研究[J].工程力学, 2014, 31(7):208-214, 228 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gclx201407029

    Zhang Z B, Ma Y H, Li J, et al. Research on the dynamic model of aero-engine rotors with bearing misalignment[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(7):208-214, 228(in Chinese) http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gclx201407029
    [9] Sarkar S, Nandi A, Neogy S, et al. Finite element analysis of misaligned rotors on oil-film bearings[J]. Sadhana, 2010, 35(1):45-61 doi: 10.1007/s12046-010-0005-1
    [10] 韩捷, 石来德.转子系统齿式联接不对中故障的运动学机理研究[J].振动工程学报, 2004, 17(4):416-420 doi: 10.3969/j.issn.1004-4523.2004.04.009

    Han J, Shi L D. Study on kinematic mechanism of misalignment fault of rotor system connected by gear coupling[J]. Journal of Vibration Engineering, 2004, 17(4):416-420(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1004-4523.2004.04.009
    [11] 刘永泉, 肖森, 洪杰, 等.三支点柔性转子系统支承不同心激励特征及振动响应分析[J].航空学报, 2017, 38(3):220470 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hkxb201703017

    Liu Y Q, Xiao S, Hong J, et al. Excitation characteristic and dynamic response of misalignment of flexible rotor system with three supportings[J]. Acta Aeronauticaet Astronautica Sinica, 2017, 38(3):220470(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hkxb201703017
    [12] 韩清凯, 于涛, 王德友, 等.故障转子系统的非线性振动分析与诊断方法[M].北京:科学出版社, 2010

    Han Q K, Yu T, Wang D Y, et al. Nonlinear vibration analysis and diagnosis methods of fault rotor system[M]. Beijing:Science Press, 2010(in Chinese)
    [13] 李明, 李自刚.联轴器不对中故障转子系统的动力学试验[J].振动、测试与诊断, 2015, 35(2):345-351 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zdcsyzd201502023

    Li M, Li Z G. Theoretical and experimental study on dynamics of rotor-bearing system with the faults of coupling misalignment[J]. Journal of Vibration, Measurement & Diagnosis, 2015, 35(2):345-351(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zdcsyzd201502023
    [14] 冯国全, 周柏卓, 林丽晶, 等.内外双转子系统支撑轴承不对中分析[J].振动与冲击, 2012, 31(7):142-147 doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2012.07.030

    Feng G Q, Zhou B Z, Lin L J, et al. Misalignment analysis for support bearing in an inner-and-outer dual-rotor system[J]. Journal of Vibration and Shock, 2012, 31(7):142-147(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2012.07.030
    [15] 廖仲坤, 陈果, 王海飞.套齿联轴器对航空发动机振动特性的影响[J].中国机械工程, 2015, 26(10):1312-1319 doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2015.10.007

    Liao Z K, Chen G, Wang H F. Effects of gear coupling on aero-engine vibration characteristics[J]. China Mechanical Engineering, 2015, 26(10):1312-1319(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2015.10.007
  • 加载中
图(9) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  340
  • HTML全文浏览量:  276
  • PDF下载量:  26
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-06
  • 刊出日期:  2019-09-05

目录

    /

    返回文章
    返回