本文選題：彎扭耦合 + 齒輪嚙合��； 參考：《東北大學》2014年碩士論文

【摘要】：百萬千瓦電站汽動引風機組是電站的大型關鍵設備,其重要特征是原本相互獨立的多個轉子-軸承系統(tǒng)通過齒輪嚙合而相互作用。目前國內外研究學者對齒輪耦合的多轉子系統(tǒng)研究還相對較少。故本課題以兩級齒輪減速傳動的百萬千瓦電站汽動引風機組的軸系為研究對象,進行齒輪耦合軸系的建模與振動分析,形成了一套適合于工程應用的含齒輪耦合軸系彎振、扭振和彎扭耦合振動的計算方法體系。主要研究內容有：(1)機組軸系的線性及非線性動力學模型建立根據(jù)軸系的實際數(shù)據(jù),綜合考慮各部件的結構特點、集中質量和集中轉動慣量分布、材料特性及齒輪參數(shù)、軸承參數(shù)、聯(lián)軸器型式等,建立汽動引風機軸系的動力學模型,其中包括近似計算的線性動力學模型和考慮非線性因素情況下的非線性動力學模型。(2)機組軸系的振動特性分析在考慮了陀螺力矩的基礎上,主要分析了軸系中汽輪機、引風機、大齒輪-聯(lián)軸器-引風機串聯(lián)子系統(tǒng)以及整個軸系系統(tǒng)的各階彎曲振動、扭轉振動、彎扭耦合振動的臨界轉速和振型,并研究了汽輪機支撐軸承的交叉剛度和阻尼、齒輪箱支撐剛度和齒輪嚙合剛度等參數(shù)變化對固有特性的影響。(3)機組軸系的不平衡響應分析綜合考慮了由于齒輪和聯(lián)軸器的耦合效應及非線性特性會使系統(tǒng)出現(xiàn)新的動力學特性,如由彎振引起的扭振、彎扭耦合振動等,在實際支撐條件下,確定了不平衡量及不平衡位置并對軸系存在不平衡量的情況下的不平衡響應進行分析,得到汽輪機、齒輪箱、聯(lián)軸器、引風機以及綜合考慮所有不平衡量時軸系系統(tǒng)中各關鍵節(jié)點的動態(tài)響應圖,并分析了結構阻尼大小對系統(tǒng)不平衡響應的影響。(4)機組軸系在不平衡激勵下的非線性響應分析綜合考慮陀螺力矩、齒輪和聯(lián)軸器的耦合效應、齒輪嚙合剛度時變性等建立非線性動力學方程,采用固定界面模態(tài)綜合法進行自由度降維,用無條件收斂的Newmark-β法求解汽輪機和引風機端各關鍵節(jié)點處的響應,近而分析了各關鍵節(jié)點的時域波形、軸心軌跡及幅頻響應曲線,并分析比較了齒側間隙和嚙合剛度對各關鍵點的非線性影響。
[Abstract]:Millions of kilowatt power station steam induced fan set is a large key equipment of the power station, its important characteristic is that many rotor-bearing systems that are independent of each other interact with each other through gear meshing. At present, there are few researches on gear coupling multi-rotor system at home and abroad. Therefore, taking the shafting system of the steam induced fan set of the millions of kilowatts power station of the two-stage gear deceleration drive as the research object, the modeling and vibration analysis of the gear coupling shaft system are carried out, and a set of bending vibration of the coupling shafting system with gears suitable for engineering application is formed. The calculation method system of torsional vibration and bending-torsional coupling vibration. The main research contents are as follows: (1) the linear and nonlinear dynamic models of shafting are established. According to the actual data of shafting, the structural characteristics of each component, the distribution of concentrated mass and moment of inertia, the material characteristics and gear parameters are considered synthetically. Bearing parameters, types of couplings, etc., to establish a dynamic model of the shaft system of a steam induced fan, Including the approximate linear dynamic model and the nonlinear dynamic model under the consideration of nonlinear factors, the vibration characteristics of shafting are analyzed. On the basis of gyroscopic moment, steam turbine and induced fan in shafting are mainly analyzed. The critical speed and mode of the bending vibration, torsional vibration, bending and torsional coupling vibration of the series subsystem and the whole shafting system are studied. The cross-stiffness and damping of the bearing of steam turbine support are also studied. The influence of gear box support stiffness and gear meshing stiffness on the inherent characteristics. The analysis of the unbalanced response of the shafting system of the gear box considering the coupling effect of gear and coupling and the nonlinear characteristics of the system synthetically consider that the system will appear in the system. New dynamics, For example, torsional vibration caused by bending vibration, coupled bending-torsional vibration and so on, under actual supporting conditions, the unbalance quantity and unbalance position are determined and the unbalance response in the case of shaft system unbalance is analyzed, and the steam turbine and gearbox are obtained. The dynamic response diagram of the key nodes in the shafting system when the coupling, the induced fan and all the unbalance quantities are taken into account, The influence of structure damping on system unbalance response is analyzed. The nonlinear response of shafting system under unbalanced excitation is analyzed. The coupling effect of gyro moment, gear and coupling is considered synthetically. The nonlinear dynamic equations of gear meshing stiffness are established, the degree of freedom is reduced by the method of fixed interface modal synthesis, and the response of the key nodes of steam turbine and induced fan is solved by the Newmark- 尾 method of unconditional convergence. The time domain waveforms axis locus and amplitude-frequency response curves of each key node are analyzed and the nonlinear effects of tooth side clearance and meshing stiffness on each key point are analyzed and compared.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM62

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本文編號：1871592