大推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是我國非常重要的戰(zhàn)略裝備,其部件渦輪泵作為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分,工作環(huán)境十分惡劣,極端的工作環(huán)境使得渦輪泵具有極高的故障率,隨著我國對(duì)大推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā),過去困擾渦輪泵的轉(zhuǎn)子失穩(wěn)問題將更加突出,超高轉(zhuǎn)速使得轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡成為了新的難點(diǎn)。本文針對(duì)某型號(hào)氫渦輪泵轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性仿真分析以及試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)等相關(guān)問題,做了如下工作:（1）根據(jù)某型號(hào)氫渦輪泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)研究了考慮葉輪過盈裝配、螺紋預(yù)緊和轉(zhuǎn)子軸套附加剛度的轉(zhuǎn)子軸系建模方法,采用葉輪輪轂厚度不變,減小其余軸套以及軸承內(nèi)圈厚度的方法模擬轉(zhuǎn)子軸套和軸承內(nèi)圈接觸面的存在對(duì)轉(zhuǎn)子整體剛度的減弱作用。建立氫渦輪泵動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型,并對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了全面計(jì)算分析,包括臨界轉(zhuǎn)速和振型、不平衡響應(yīng)分析和轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性分析等,為氫渦輪泵轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡提供了理論基礎(chǔ)。（2）基于ANSYS workbench平臺(tái),采用CFD方法對(duì)氫渦輪泵轉(zhuǎn)子各密封間隙處（包括氣流間隙和液流間隙）動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析,得到了密封的泄露特性以及動(dòng)態(tài)特性參數(shù),擬合得到了不同密封位置的剛度阻尼系數(shù),研究了密封動(dòng)態(tài)特性參數(shù)對(duì)氫渦輪泵轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性以及轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡的影響... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１轉(zhuǎn)子雙平面動(dòng)平衡原理??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｒｏｔｏｒ?ｔｗｏ－ｐｌａｎｅ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｂａｌａｎｃｉｎｇ??—

?第三章氫渦輪泵轉(zhuǎn)子軸系建模方法及動(dòng)力學(xué)特性研宄???渦輪端大螺母?渦輪端彈支?泵端彈支?＿?泵端大螺母???ｍ￣￣＿??／?ｊ?／??葉‘套?轉(zhuǎn)子軸?ｌ［０?軸端螺釘??圖３－２實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子軸系結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．３－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｏｔｏｒ?ｓｈａｆｔ?ｓｙｓｔｅｍ??為方便加工并提高加工精度，實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)子軸中間輪盤為中心，兩側(cè)為對(duì)稱結(jié)??構(gòu)。與氫渦輪泵轉(zhuǎn)子相對(duì)應(yīng)，實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子具有三個(gè)輪盤用于施加配重，驅(qū)動(dòng)端大螺母側(cè)??輪盤模擬兩級(jí)渦輪，轉(zhuǎn)子軸中心位置輪盤模擬氫渦輪泵二級(jí)葉輪，軸伸端大螺母側(cè)輪??盤模擬一級(jí)葉輪和誘導(dǎo)輪。由于實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輪盤將承受極大的??離心力，因此將輪盤與軸設(shè)計(jì)為一體結(jié)構(gòu)，保證轉(zhuǎn)子輪盤的強(qiáng)度以及運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，同??時(shí)為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸系支承位置軸承的安裝，兩側(cè)輪盤與兩側(cè)大螺母設(shè)計(jì)為一體結(jié)構(gòu)。根??據(jù)本文所設(shè)計(jì)高速轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，渦輪端和泵端大螺母以及??軸端螺釘均采用左旋螺紋連接，防止轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于轉(zhuǎn)矩過高發(fā)生部件松脫，產(chǎn)生危??險(xiǎn)。??定位孔?配重孔??圖３－３驅(qū)動(dòng)端大螺母結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．３－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌａｒｇｅ?ｎｕｔ?ａｔ?ｔｈｅ?ｄｒｉｖｅ?ｅｎｄ??由于實(shí)驗(yàn)需求，驅(qū)動(dòng)端大螺母需連接聯(lián)軸器進(jìn)行動(dòng)力傳輸，如圖３－３所示為驅(qū)動(dòng)??端大螺母結(jié)構(gòu)示意圖，左側(cè)定位孔用于與聯(lián)軸器柔性桿之間的對(duì)中安裝，輪緣周向均??布多個(gè)螺紋孔，用于施加配重。軸伸端大螺母結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)端大螺母基本一致，側(cè)面開??階梯孔用于安裝半圓頭軸端螺釘，為軸伸端大

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]高速轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)研究及系統(tǒng)開發(fā)[D]. 陳緒龍.西南科技大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3524299