《高速旋转机械轴系动力学设计 》徐龙祥著

一、封面

二、摘要

对旋转机械转子-轴承系统(转子-轴承系统以下简称轴系)进行动力学设计,传统方法是计算轴系的临界转速与不平衡响应。但是,现代旋转机械的转速越来越高,转子更加细长,而且机组常常在超临界转速下运行。对这样高速旋转的机组来说,轴系稳定性表现得更为重要。它往往成为制约机组能否稳定安全运行的主要问
题,而且是困扰设计工程师们的主要难题。由于传统的动力学设计不考虑机组轴系的稳定性,从而导致很多旋转机械因缺乏足够的。稳定性裕度而不能安全运行。
对现代高速旋转机械轴系进行动力学设计,主要是计算轴系的稳定性、临界转速与不平衡响应,共有以下五个内容:
1.计算稳定性
高速旋转机械往往采用滑动轴承支承,稳定性往往是制约机组能否安全运行的主要难题。动力学设计的首要任务就是计算轴系的失稳转速,并使其偏离工作转速足够远。
2.修改设计参数提高稳定性裕度
一旦设计工程师不能精确确定机组的失稳转速,或者计算的失稳转速与工作转速比较靠近,或者实际运行的机组发生了动力失稳现象,此时就要修改设计参数,以达到提高稳定性裕度,抑制不稳定性的目的。这部分内容在动力学设计中占有极为重要的地位,这是因为在设计过程中,需要不断修改设计参数来改善机组的
动态性能;此外,用于定量计算不稳定激振力的模型比较简单,使得失稳转速的计算结果与实际情况偏差较大,此时可将不稳定激振力作为一个相对值,研究在不同的设计参数下机组抵抗减稳因素的能力,以便能选择到一组较合理的设计参数。
3.计算临界转速
这是动力学设计的传统内容,目前研究得较为成熟。其目的是使工作转速远离临界转速。
4.修改设计参数以改变临界转速
当临界转速与工作转速比较接近时,需要修改设计参数使临界转速偏离工作转速足够远。
5.计算不平衡响应
由于转子不平衡量的大小与分布以及系统的阻尼都很难测定,要精确计算不平衡响应的大小极为困难。研究不平衡响应的目的,主要用于研究转子对在某些部位上的不平衡量的敏感程度,为确定最终的设计参数提供依据。
稳定性,临界转速与不平衡响应这三个内容属于转子动力学的主要范畴。目前国内已出版的转子动力学的专著多偏重于理论分析与基本性知识,本书则偏重于实际应用与工程设计。编写时力求简明扼要,尽量采用较简单的数学工具建立系统的运动方程,在保证工程设计精度的前提下,略去了一些次要因素(如陀螺力矩)的影响,使数学推导更加简单。所有这些旨在帮助读者顺利自学和尽快掌握动力学设计的精华。
本书主要以作者自1983年以来的研究成果与体会改写而成,
共分五个部分。
第一部分(第一、二章)辅助性知识,主要介绍滑动轴承的基本知识与特征值的计算方法;第二部分(第三、四章)着重讨论轴系稳定性的计算,介绍典型的失稳现象,分析引起失稳的主要原因,讨论用不同形式轴承支承的转子系统稳定性的计算方法,研究轴系稳定性与支承轴承的关系;第三部分(第五、六章)主要研究临界转速与不平衡响应的计算;第四部分(第七章)以一台离心压缩机的转子-轴承系统为例,介绍动力学设计的全过程;第五部分(第八章)常用滑动轴承的性能数据与动力学设计程序。
本书在写作过程中得到了导师朱均先生的极大支持与帮助,用到了东方电机厂赵昌宗总工程师、东方汽轮机厂张绳铨副总工程师、林才珍、金志伟高级工程师以及金陵石化公司化肥厂沈立智工程师提供的珍贵资料,在此向他们表示衷心感谢。
全书由学部委员高为炳先生审稿,在出版过程中得到了国防工业出版社全体同仁的支持与帮助,在此一并向他们表示感谢。
书中难免会有不当之处,敬请读者批评指正。

三、下载地址

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