【正文】 進(jìn)給系統(tǒng)，而對(duì)碰摩裝置的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，定子部分回歸了為由兩個(gè)半圓弧結(jié)構(gòu)的滑套組成，通過(guò)螺釘連接固定在固定架上，固定架為鋼結(jié)構(gòu)，其上下左右也通過(guò)固定板連接了四個(gè) 9333A 型壓力傳感器。整個(gè)碰摩裝置上部結(jié)構(gòu)較方案一更加穩(wěn)定。碰摩故障輕則使機(jī)組振動(dòng)劇烈增加，影響機(jī)組使用壽命；重則引起轉(zhuǎn)子永久彎曲，甚至引發(fā)機(jī)毀人亡 的 惡性事故，目前常見的碰摩形式有單點(diǎn)碰摩，多點(diǎn)碰摩，局部弧形碰摩以及圓形整周碰摩，由于實(shí)際生產(chǎn)工作中主要碰摩形式 為局部弧形碰摩，為完整模擬轉(zhuǎn)定子碰摩全過(guò)程，采用整周碰摩裝置模擬局部碰摩，故此次設(shè)計(jì)碰摩裝置傾向于圓周碰摩 [9]。 10 隔振橡膠 隔震橡膠能大大減小實(shí)驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)向地面的傳遞。 7 托架（圖 ） 圖 托架 托架的作用是當(dāng)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)不工作時(shí)，可將葉輪盤托住以防軸系變形， 8 傳感器支架（圖 ） 圖 傳感器支架 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 13 傳感器布置在 2 個(gè)傳感器支架上。 但這樣會(huì)使軸承容易磨損，因此軸承用耐磨性較好的銅合金制造，并在軸承和軸承座的頂部開設(shè)油孔東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 12 以便能隨時(shí)加入潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。在液體潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。 3 聯(lián)軸器 （圖 ） 圖 聯(lián)軸器 用以連接電機(jī)軸與錐軸 ，傳遞轉(zhuǎn)矩。為防止錐軸變形并保證其有較高的精度，要求錐軸具有足夠的強(qiáng)度、沖擊韌性和抗疲勞能力。 工作轉(zhuǎn)速 3000－ 15000r/min；變頻器調(diào)速， 0－ 3000 r/min 轉(zhuǎn)速范圍為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，額定轉(zhuǎn)矩為 ； 3000－ 15000r/min 轉(zhuǎn)速范圍為恒功率調(diào)速，額定輸出功率為 30KW。就是對(duì)于復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，這些概念和結(jié)論雖然不夠精確，但仍能定性地說(shuō)明問(wèn)題。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 9 第 2章 壓縮機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 壓縮機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)目的是模擬工程中旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。雖然存在上述問(wèn)題，但我國(guó)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究的成果是顯著的，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的貢獻(xiàn)是相當(dāng)大的，在多個(gè)領(lǐng)域也取得了世界先進(jìn)或領(lǐng)先的地位。此外應(yīng)加強(qiáng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)等國(guó)防工業(yè)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究的支持力度。目前我國(guó)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域挑重任的還是幾位老專家。驗(yàn)證理論大多是用數(shù)值仿真計(jì)算，有些研究結(jié)論離實(shí)際應(yīng)用的距離很大。另外研究中存在理論研究的深度不夠、數(shù)值分析的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型過(guò)于簡(jiǎn)單等問(wèn)題。導(dǎo)致失穩(wěn)的還有材料的內(nèi)摩擦和干摩擦，轉(zhuǎn)子的彎曲剛度或質(zhì)量分布在二正交方向不同，轉(zhuǎn)子與內(nèi)部流體或與外界流體的相互作用等等。轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性問(wèn)題的主要研究對(duì)象是油膜軸承。 （ 5）轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性。在進(jìn)行剛性轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子）動(dòng)平衡時(shí)，各微段的不平衡量引起的離心慣性力系可簡(jiǎn)化到任選的兩個(gè)截面上去，在這兩個(gè)面上作相應(yīng)的校正（去重或配重）即可完成動(dòng)平衡。在轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，常需知道在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，不平衡和其他激發(fā)因素引起的振動(dòng)有多大，并把它作為轉(zhuǎn)子工作狀態(tài)優(yōu)劣的一種度量。它主要在兩個(gè)方面不同于固定在臨界轉(zhuǎn)速上旋轉(zhuǎn)時(shí)的平穩(wěn)狀態(tài)：一是振幅的極大值比平穩(wěn)狀態(tài)的小，且轉(zhuǎn)速變 得愈快，振幅的極大值愈小；二是振幅的極大值不像平穩(wěn)狀態(tài)那樣發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速上。如此遞推，可得系統(tǒng)左右兩端面的截面參數(shù)間的總傳遞矩陣。臨界轉(zhuǎn)速同轉(zhuǎn)子的彈性和質(zhì)量分布等因素有關(guān)。由于制造中的誤差，轉(zhuǎn)子各微段的質(zhì)心一般對(duì)回轉(zhuǎn)軸線有微小偏離。 1869 年英國(guó)的 .蘭金關(guān)于離心力的論文和 1889 年法國(guó)的 拉瓦爾關(guān)于撓性軸的試驗(yàn)是研究這一問(wèn)題的先導(dǎo)。心臟間歇式壓力、 血液和人體組織的影響等都會(huì)為轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究提東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 章 緒論 5 出新的問(wèn)題。一是理論建模和分析方法的適用性問(wèn)題；二是新的驅(qū)動(dòng)方式和軸承潤(rùn)滑問(wèn)題；三是動(dòng)態(tài)特性測(cè)試問(wèn)題。最起碼所有與重力有關(guān)的結(jié)論都需要重新研究和評(píng)價(jià)，如在微重力環(huán)境下軸承的支承和潤(rùn)滑作用等。在今后的研究中有以下幾個(gè)交叉研究領(lǐng)域應(yīng)引起重視 [3]。發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量從幾萬(wàn)千瓦發(fā)展到了上百萬(wàn)千瓦，飛機(jī)也開始進(jìn)入噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代。但是隨之而來(lái)的一系列事故使人們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子在超臨界運(yùn)行達(dá)到某一轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的自激振動(dòng)并造成失穩(wěn)。第一篇有記載的有關(guān)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的文章是 1869 年 Ranine 發(fā)表的題為 ―論旋轉(zhuǎn)軸的離心力 ‖一文，這篇文章得出的 ―轉(zhuǎn)軸只能在一階臨界轉(zhuǎn)速以下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) ‖的結(jié)論使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一直限制在一階臨界以下。當(dāng)前，大型汽輪發(fā)電機(jī)組的碰摩故障的發(fā)生率僅次于質(zhì)量不平衡的發(fā)生率，成為大機(jī)組的第二大類振動(dòng)故障 [2]。另外，動(dòng)靜件碰摩時(shí)，摩擦接觸和碰撞使得動(dòng)靜部件相東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 章 緒論 3 互抵觸，相當(dāng)于增加了轉(zhuǎn)子的支承條件，會(huì)增大系統(tǒng)的剛度，改變轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速及振型，而且這種附加支承是隨時(shí)間 變化的，可能會(huì)引起轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定振動(dòng)及非線性振動(dòng)。而且，動(dòng)靜摩擦使得轉(zhuǎn)子上施加了非線性摩擦力，會(huì)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生非線性振動(dòng) [1]。而且轉(zhuǎn)子質(zhì)量不 平衡、熱彎曲、軸系不對(duì)中以及轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)失穩(wěn)等其它故障都可能最終導(dǎo)致動(dòng)靜碰摩。由此看來(lái)，不論是設(shè)計(jì)制造，還是生產(chǎn)運(yùn)行，都要進(jìn)行良好的動(dòng)平衡處理，才能大大降低設(shè)備的故障率，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。含有熱應(yīng)力的轉(zhuǎn)軸鍛件或焊接件在室溫下被精加工成轉(zhuǎn)子成品。裝配葉片時(shí)對(duì)稱位置葉片的質(zhì)量不均、葉輪套裝軸線不正而套偏等，同樣可能造成轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量不平衡。由質(zhì)量不平衡引發(fā)的振動(dòng)故障、事故約占了機(jī)組故障總數(shù)的 80%。設(shè)備轉(zhuǎn)子具有良好的平衡狀態(tài)是設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的基本保證。 引起設(shè)備振動(dòng)的原因有很多，包括設(shè)計(jì)、制造、安裝以及運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)。在 1988年 6月，在 1個(gè)網(wǎng)局曾出現(xiàn)同時(shí)有 5臺(tái) 200MW以上的大型機(jī)組由于振動(dòng)原因停機(jī)處理的緊急面。 首先是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)，振動(dòng)是直接關(guān)系到設(shè)備正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。 課題的背景和意義 ...........................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，碰摩裝置，靜強(qiáng)度， 模態(tài)分析東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Abstract III Compressor Failure Simulation Test Bench Design Abstract Compressor failure simulation test bed for this study and its main purpose is to carry out a variety of model test failure, study reveals the mechanism of failure and vibration suppression measures. The design is mainly for the core ponents of the pressor unit Rub fault simulation test bench one of a series of improvements to its design, the final selection of the best solution possible and appropriate test bench, so we must first touch Mount the device structure design of the parts and plete assembly Rub device, and then analyze and check the strength of its related ponents, and secondly to the pressor rotor system static strength analysis and modal analysis to calculate the natural frequency of the rotor system, This test bed for safe operation, the study of vibration suppression measures, fault testing and fault analysis test is significant. The main content of the following aspects: (1) Use SolidWorks for pressor failure simulation test bench for threedimensional modeling of some parts, focusing on the pletion of improvements designed for touch devices, the device is pleted Rubbing dimensional modeling of parts and assemblies, familiar pressor fault simulation experiment station assembly process。 壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 作者姓名： 李順利 指導(dǎo)教師： 馬輝 副教授 單位名稱： 機(jī)械工程與自動(dòng)化 專業(yè)名稱： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 東北大學(xué) 20xx 年 6 月 Compressor Failure Simulation Test Bench Design By Li Shunli Supervisor: Ma Hui Associate Professor Northeastern University June 20xx I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基本內(nèi)容： 壓縮機(jī)模擬試驗(yàn)臺(tái) 結(jié)構(gòu)原理分析 ； 碰摩模擬裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及 Solidworks 建模； 壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 靜強(qiáng)度分析； 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 模態(tài)分析。主要工作內(nèi)容有如下幾個(gè)方面： (1) 使用 SolidWorks 對(duì)壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái) 部分零部件 進(jìn)行三維建模 ，重點(diǎn)完成對(duì)碰摩裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)，完成碰摩裝置零部件的三維建模和裝配，熟悉壓縮機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的裝配過(guò)程； (2) 采用 CAXA 二維畫圖軟件， 完成 對(duì) 壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)部分零部件的 CAXA出圖 ； (3) 采用 ANSYS 軟件 對(duì) 壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 進(jìn)行靜強(qiáng)度分析 ，對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，分為對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)只施加自重與施加自重和轉(zhuǎn)速兩種情況，分別對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，計(jì)算轉(zhuǎn)子系統(tǒng)最大應(yīng)力發(fā)生的部位及其大?。? (4) 使用 ANSYS 軟件 對(duì)壓縮機(jī)故障模擬試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，分別對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)只施加自重與施加自重和轉(zhuǎn)速兩種情況，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，計(jì)算轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率，分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的各階振型。 (4) Learn to use ANSYS software pressor rotor system fault simulation test bench modal analysis, divided only applied to the rotor system weight and the weight and speed applied in both cases, namely its modal analysis, to understand each rotor system vibration 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Abstract IV mode, and calculate the natural frequency of the rotor system. Key words： Rotor system, Rubbing devices, static strength, Modal Analysis