透平压缩机机组的横向振动和扭转振动分析贾亚妮/西安交通大学能源与动力工程学院周亚锋周聪勇/陕西鼓风机(集团)有限公司摘要：采用转子动力学分析软件MADYN2000,对一台离心压缩机进行•了横向振动分析，对■一套轴流压缩机机纽•进行了扭转振动分析，讨论了转子动力学分析的重要性。关键词：透平式压缩机机纽.振动中图分类号：TH43文献标识码：B文章编号：1006-8155(2007)03-0063-03AnalysisonLateralandTorsionalVibrationforTUro-compressorUnitAbstract:UsingrotordynamicsanalysissoftwareMADYN2000,latenilvibrationanalysisforacentrifugdcompressorisgiven,torsionvibrationanalysisforasuitofaxial-flowcompressorisgiven,theimportanceofrotordynamicsanalysisisdiscussed・KeyWords:turo-compressorunitvibration0引言透平压缩机转子在启停机的升速或降速过程中，转速达到某一数值时，转子发生强烈振动，转速髙于这一数值后，振幅又减小；振幅出现峰值的转速称为临界转速。如果转子的转速停滞在临界转速附近，轴的变形将迅速增大，以至轴或轴上零件乃至整个机器遭到破坏。因此，透平压缩机转子的转速应避开临界随看流程工艺复杂化，介质类型多样化，机械设备朝着大型化、精密化、高效化和高可靠性方向发展。跨度较大、刚性较小、外伸端较长的轴被大量采用，压缩机转子临界转速都有不同程度的降低，更加容易引起共振。对于“转子-齿轮-轴承”系统，幣个轴系的扭转临界转速相对降低了很多，圧缩机机组扭转振动问题也引起了极大的重视。对于这些，需要采用功能相对•完备的转子动力学软件。能够进行横向振动、扭转振动等方而的分析。可以考虑多种数据：包括轴的几何尺寸，叶轮、叶片、盘套等的位置以及相关属性，轴承的位置以及相关属性，联轴器相关屈性，齿轮的相关屈性，支撑的位置以及相关属性，材料属性，转子速度，不平衡量的大小、相位角和位置，附加的外部载荷的位置以及与吋间相关的属性外部激励的位置以及谐波等。转子动力学分析软件“MADYN2000”软件包，具有较强的功能和快捷的性能。该软件包界面友好，易学易用、具有丰富的前处理、后处理功能。可以对“转子-齿轮-轴承”系统进行横向振动、抓转振动、轴向振动等方面的仿真分析。包括有临界转速分析、不平衡响应分析、阻尼特征值分析及转子稳定性分析、瞬态分析及非线性分析等。可以考虑陀螺效应的影响、轴承的影响、基础的影响及密封的影响及齿轮的影响等。“MADYN2000”软件包主要采用梁结构，釆用的梁理论是铁木辛柯梁(TimoshenkoBeam)；釆用的计算分析方法是有限元法；采用的多项式是埃尔米特多项式。这里，对一台离心压缩机进行了横向振动分析，对一套轴流压缩机机纽进行了扭转振动分析。总的转子质量为762.1345kg总的极转动惯量为8.5242kg-m2总的直径转动惯屋为231.3688kg・nf巫心位置为1129mm转速为195.00r/s>BP11700r/min图1计算模型1横向振动分析1.1计算模型的建立这里计算分析一台离心压缩机。计算模型考虑了各轴段及叶轮的转动惯最，考虑了滑动轴承8个动态特性系数。计算模型如图1所示。计算模型建立Z后，可立即计算出转子的总质••3-Dir[m]图5扭转振动CAMPBELL图量、总转动惯最、重心位置等，便于进行数据核对。1.2计算及分析在分析计算时，进行了刚性支承下的特征值计算、滑动轴承支承下的特征值计算、不平衡响应分析等。一阶不平衡响应分析结果如图2所示，二阶不平图3二阶不平衡响应分析结果在不平衡响应分析结果里，可直接显示出横向临界转速等数据，使用非常方便。该离心压缩机的工作转速为11700r/niin,经过计算，可得到一•阶临界转速为4099r/niin,阶临界转速为21590r/min,该转子在设计转速下运行时不会发生横向振动。2扭转振动分析2.1计算模型的建立计算和分析了一套轴流压缩机机纟II，该压缩机机组由电机、齿轮箱、轴流压缩机和膜片联轴器组成。高速轴转速:4545r/min,低速轴转速:1500r/min,速比为3.030o计算程序采用MADYN2000软件，模型共分2个连续轴系，模型分布图如图4所示。2.2计算及分析在分析计算时，进行了特征值分析、阻尼特征值分析等，扭转振动CAMPBELL图如图5所示，扭转振动-阶振...