临界转速
临界转速的计算
一、临界转速分析的目的临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速,并按照经验或有关的技术规定,将这些临界转速调整,使其适当的远离机械的工作转速,以得到可靠的设计。
例如设计地面旋转机械时,如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1,应使N<0.75Nc1, 如果工作转速高于一阶临界转速,应使 1.4Nck<N<0.7Nck+1,而对于航空涡轮发动机,习惯做法是使其最大工作转速偏离转子一阶临界转速的10~20%。
二、选择临界转速计算方法要较为准确的确定出转子支撑系统的临界转速,必须注意以下两点1.所选择的计算方法的数学模型和边界条件要尽可能的符合系统的实际情况。
2.原始数据的(系统支撑的刚度系数和阻尼系数)准确度,也是影响计算结果准确度的重要因素。
3.适当的考虑计算速度,随着转子支撑系统的日益复杂,临界转速的计算工作量越来越大,因此选择计算方法的效率也是需要考虑的重要因素。
三、常用的计算方法2.Prohl-Myklestad莫克来斯塔德法传递矩阵法基本原理:传递矩阵法的基本原理是,去不同的转速值,从转子支撑系统的一端开始,循环进行各轴段截面状态参数的逐段推算,直到满足另一端的边界条件。
优点:对于多支撑多元盘的转子系统,通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求解系统的临界转速和不平衡响应,矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加,计算量往往较大:采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大,且各阶临界转速计算方法相同,便于程序实现,所需存储单元少,这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。
缺点:求解高速大型转子的动力学问题时,有可能出现数值不稳定现象。
今年来提出的Riccati 传递矩阵法,保留传递矩阵的所有优点,而且在数值上比较稳定,计算精度高,是一种比较理想的方法,但目前还没有普遍推广。
轴段划分:首先根据支撑系统中刚性支撑(轴承)的个数划分跨度。
临界转速的计算资料
一、临界转速分析的目的临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速,并按照经验或有关的技术规定,将这些临界转速调整,使其适当的远离机械的工作转速,以得到可靠的设计。
例如设计地面旋转机械时,如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1,应使N<0.75Nc1, 如果工作转速高于一阶临界转速,应使 1.4Nck<N<0.7Nck+1,而对于航空涡轮发动机,习惯做法是使其最大工作转速偏离转子一阶临界转速的10~20%。
二、选择临界转速计算方法要较为准确的确定出转子支撑系统的临界转速,必须注意以下两点1.所选择的计算方法的数学模型和边界条件要尽可能的符合系统的实际情况。
2.原始数据的(系统支撑的刚度系数和阻尼系数)准确度,也是影响计算结果准确度的重要因素。
3.适当的考虑计算速度,随着转子支撑系统的日益复杂,临界转速的计算工作量越来越大,因此选择计算方法的效率也是需要考虑的重要因素。
三、常用的计算方法2.Prohl-Myklestad莫克来斯塔德法传递矩阵法基本原理:传递矩阵法的基本原理是,去不同的转速值,从转子支撑系统的一端开始,循环进行各轴段截面状态参数的逐段推算,直到满足另一端的边界条件。
优点:对于多支撑多元盘的转子系统,通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求解系统的临界转速和不平衡响应,矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加,计算量往往较大:采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大,且各阶临界转速计算方法相同,便于程序实现,所需存储单元少,这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。
缺点:求解高速大型转子的动力学问题时,有可能出现数值不稳定现象。
今年来提出的Riccati 传递矩阵法,保留传递矩阵的所有优点,而且在数值上比较稳定,计算精度高,是一种比较理想的方法,但目前还没有普遍推广。
轴段划分:首先根据支撑系统中刚性支撑(轴承)的个数划分跨度。
临界转速理论基础
临界转速理论基础一、临界转速定义临界转速就是透平机组转速与透平机转子自振频率相重合时的转速,此时便会引起共振,结果导致机组轴系振动幅度加大,机组振动加剧,长时间在这种临界转速下运转,就会造成破坏事故的发生。
由于转子因材料、制造工艺的误差、受热弯曲等多种因素,转子各微段的质心一般对回转轴线有微小偏离。
转子旋转时,由上述偏离造成的离心力会使转子产生横向振动,在工作过程中不可避免的产生振动现象。
这种振动在某些转速上显得异常强烈,这些转速称为临界转速。
转子的振动幅值(扰度、离心力)将随着转速的升高而增大,当转速继续升高而振动幅值出现下降且稳定在某一振动幅值范围之内,我们称转子系统此时发生了共振现象(批注:转子的振动幅值(扰度、离心力)将随着转速的升高而增大,当转速继续升高而振动幅值出现下降,继续升高下降)。
我们把振动幅值出现极大值时对应的转速称为转子系统的临界转速,这个转速等于转子的固有频率。
当转子速度继续升高,振动幅值再次出现极大值时,该振动幅值对应的转速称为二阶临界转速,以此类推我们可以定义转子的三阶临界转速,四阶临界转速。
但是实际中由于支承刚度、轴系受力等情况,转子临界转速会与定义值有一定的偏差,比如转轴受到拉力时,临界转速会提高;转轴受到压力时,临界转速会下降。
转子的临界转速一般通过求解其振动频率来得到。
转子的固有频率除了与转子结构(和支承结构)参数有关外,它还随转子涡动转速和转子自转转速的变化而变化。
在不平衡力驱动下,转子一般作正向同步涡动,当转子涡动频率等于转子振动频率时,转子出现共振,相应振动频率下的转速就称为该转子的临界转速。
转子的固有频率除了与转子结构(和支承结构)参数有关外,它还随转子涡动转速和转子自转转速的变化而变化。
为确保机器在工作转速范围内不致发生共振,临界转速应适当偏离工作转速10%以上。
临界转速的研究对于旋转机械很重要。
在旋转机械中,由于振动而引起很多故障甚至事故,造成了财力物力的损失。
滚珠丝杠临界转速计算公式
滚珠丝杠临界转速计算公式滚珠丝杠在机械传动中扮演着重要的角色,而了解其临界转速的计算公式对于设计和应用都至关重要。
咱先来说说滚珠丝杠这玩意儿。
它就像机械世界里的“小能手”,能让各种部件精准地移动。
比如说在数控机床里,要是滚珠丝杠出了岔子,那加工出来的零件可就没准儿了。
那啥是滚珠丝杠的临界转速呢?简单来说,就是当滚珠丝杠转得太快,达到一个特定速度的时候,就会出现各种不稳定的情况,像振动啦、噪音啦,甚至可能会损坏。
所以,算出这个临界转速,就能让我们在使用滚珠丝杠的时候心里有底,知道它能跑多快,不会出问题。
滚珠丝杠临界转速的计算公式,那可是有讲究的。
一般来说,它跟滚珠丝杠的直径、长度、支撑方式,还有丝杠材料的特性等等都有关系。
就拿一个实际的例子来说吧。
我之前参与过一个自动化生产线的改造项目。
其中有一台设备,它的滚珠丝杠在运行的时候老是发出奇怪的声音,而且振动得厉害。
我们一开始以为是安装的问题,把它拆了重装,还是不行。
后来一琢磨,是不是转速超过了临界转速啊?于是赶紧去查资料,用公式算。
结果发现,还真是!原来的设计转速太高了,超过了这根滚珠丝杠能承受的极限。
经过一番调整,重新计算了合适的转速,问题就解决啦!设备运行得稳稳当当,效率也提高了不少。
这计算公式里,有几个关键的参数得搞清楚。
比如说丝杠的直径,直径越大,一般来说临界转速就越高。
还有长度,越长的话,临界转速就越低,就好像一根长长的竹竿比短竹竿更容易弯一样。
另外,支撑方式也很重要。
两端固定的支撑方式比一端固定一端游动的方式能承受更高的转速。
在实际应用中,可不能死套公式。
还得考虑到工作环境的温度、润滑情况,甚至是周围的电磁场等因素的影响。
总之,滚珠丝杠临界转速的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱认真研究,结合实际情况,就能让滚珠丝杠在机械系统中发挥出最大的作用,让咱们的机器跑得又快又稳!。
汽轮机转子临界转速计算
汽轮机转子临界转速计算引言:汽轮机是一种广泛应用在能源转换和发电行业中的设备。
在讨论汽轮机转子临界转速之前,我们先介绍一下汽轮机的基本结构和工作原理。
汽轮机结构和工作原理:汽轮机包括一个或多个转子,每个转子上安装有多个叶片。
当蒸汽通过汽轮机的叶片流过时,叶片会受到压力差的作用,从而转动汽轮机转子。
汽轮机转子上的叶片通过抽吸机尾部产生的气流冷却,从而使得汽轮机能够连续工作。
汽轮机通常由高、中、低三个压级组成,每个压级中的汽轮机转子都需设计在临界转速以下。
什么是临界转速?临界转速是指汽轮机转子在工作过程中发生的第一个共振频率。
当汽轮机转子运转至临界转速时,叶片的振动会欣然增大,并可能导致转子破裂,从而对汽轮机造成严重的损坏。
临界转速计算:临界转速是汽轮机设计中的一个重要参数。
根据转子设计理论,临界转速取决于叶片长度、转子材料的弹性模量、密度、截面形状、转子半径等因素。
下面我们将详细介绍临界转速的计算方法。
1. 叶片长度:叶片长度是指叶片从离心机壳上的固定支点到叶片末端长度的距离。
叶片长度的增加会导致临界转速的降低。
2. 转子材料的弹性模量和密度:转子材料的弹性模量和密度是确定临界转速的两个重要因素。
具有较大弹性模量和较小密度的材料有助于提高临界转速。
3. 截面形状:转子的截面形状可以通过转动惯量系数J来表示。
较大的转动惯量系数将有助于提高临界转速。
4. 转子半径:转子的半径决定了叶片承受的离心力大小。
较大的转子半径对应着较大的临界转速。
综上所述NC=K*√(E/(ρJ))其中,NC是临界转速,K是比例常数,E是转子材料的弹性模量,ρ是转子材料的密度,J是转子的转动惯量系数。
结论:汽轮机转子临界转速是设计过程中需要关注的一个重要参数。
通过合理选择叶片长度、转子材料的弹性模量、密度、截面形状和转子半径等参数,并通过计算公式来计算临界转速,可以保证汽轮机的正常运行和安全性。
此外,在汽轮机设计过程中还可以采用其他的设计手段,如叶片增加补偿重量、改变叶片截面形状等来提高汽轮机的临界转速。
风机的临界转速与共振的原因现象及处理方法
风机的临界转速与共振的原因现象及处理方法风机是一种将风能转化为机械能的设备,广泛应用于工业生产和生活中。
在风机的运行过程中,会出现临界转速和共振现象,这些问题会影响风机的性能和安全运行。
本文将从原因、现象和处理方法三个方面来探讨风机的临界转速和共振问题。
一、临界转速的原因、现象和处理方法1. 原因临界转速是指风机在特定工况下达到的最大转速,超过该转速后,风机的振动会急剧增加,甚至导致风机损坏。
临界转速的产生与风机的结构、工况和材料等因素有关。
其中,风机叶轮的刚度和质量是影响临界转速的主要因素。
当风机叶轮的刚度较小时,容易出现临界转速问题。
2. 现象当风机运行到临界转速附近时,会出现以下现象:(1)风机的振动幅值急剧增加,超过正常范围;(2)风机产生噪音,甚至出现共振噪声;(3)风机的叶轮受到较大的离心力作用,可能导致叶轮破裂或脱落。
3. 处理方法为了解决临界转速问题,可采取以下处理方法:(1)增加叶轮的刚度:通过增加叶轮的材料厚度、改变叶轮的结构或增加叶片数量等方式,提高叶轮的刚度,减小振动幅值。
(2)优化叶轮的质量分布:通过改变叶轮的质量分布,使得叶轮在旋转过程中的质心位置更加稳定,减小振动幅值。
(3)增加减振措施:在风机的支撑结构中增加减振装置,如减震垫、减震脚等,可以有效降低振动幅值,延缓临界转速的到来。
二、共振的原因、现象和处理方法1. 原因共振是指当外力频率与风机自身固有频率相等或接近时,会引起风机振动幅值的急剧增加。
共振的产生与风机的结构、工况和外界环境等因素有关。
其中,风机的自然频率是影响共振的主要因素。
当外界激励频率接近或等于风机自然频率时,会引起共振现象。
2. 现象当风机发生共振时,会出现以下现象:(1)风机的振动幅值急剧增加,超过正常范围;(2)风机产生共振噪声,噪音水平明显增加;(3)风机的叶轮受到较大的力的作用,可能导致叶轮破裂或脱落。
3. 处理方法为了解决共振问题,可采取以下处理方法:(1)改变风机的结构参数:通过改变风机的结构参数,如叶片的长度、宽度、厚度等,调整风机的自然频率,使其与外界激励频率不相等或不接近,降低共振的可能性。
轴的第一临界转速
轴的第一临界转速作为机械制造行业中的一个重要部件,轴经常会出现各种的问题。
在制造和使用过程中,一些常见的轴问题包括轴断裂、轴弯曲以及轴磨损等等。
而在轴的设计和制造中,临界转速是一个非常重要的因素,需要特别注意。
本文将重点介绍轴的第一临界转速。
一、什么是轴的临界转速?临界转速是指轴转速的某一值,当轴转速达到这个值时,轴身的弯曲振动会变得非常严重,也就是说,轴的波形将表现出明显的波动形状,从而影响了轴的正常工作。
在工程学中,临界转速通常用来描述某个系统的安全运行边界。
二、轴的临界转速的计算方法在设计和制造一个轴时,需要首先计算出轴的临界转速。
一般情况下,轴的临界转速可以按照下面的公式计算得到:Nc=K×√(EI/(ρA))式中,Nc是轴的临界转速,K是一个系数,通常取值为1.2到2.5之间,EI是轴的弯曲刚度,ρ是轴材料的密度,A是轴的截面积。
三、轴的第一临界转速的意义轴的第一临界转速是指轴在没有扭矩作用下的临界转速。
当轴的转速超过第一临界转速时,轴身会出现弯曲振动,这会导致轴的疲劳寿命缩短,从而直接影响轴的可靠性和使用寿命。
因此,在实际制造中,需要尽可能保证轴的第一临界转速低于工作转速。
四、如何提高轴的临界转速为了提高轴的临界转速,可以从以下三个方面进行优化:1、材料的选择。
使用高强度材料可以提高轴的临界转速,例如使用合金钢,可使轴的强度提高20%~30%。
2、减小轴的尺寸。
轴的强度和刚度与其截面积和惯性矩有关,可以通过减小轴的最小截面尺寸来提高轴的临界转速。
3、改变轴的结构。
可以采用镟削、淬火等制造技术来调整轴的结构,提高其临界转速。
总之,轴的第一临界转速是轴制造中非常重要的一个参数。
合理计算和设计各项参数,可以有效提高轴的强度和使用寿命,从而保证轴在工作中的稳定性和可靠性。
临界转速和固有频率的关系
临界转速和固有频率的关系
《临界转速与固有频率的关系》
临界转速和固有频率是机械系统中两个重要的概念。
它们之间存在着密切的关系,对于机械系统的设计和运行都起着重要的作用。
临界转速是指机械系统在运转过程中出现共振现象的临界点。
当机械系统的转速达到临界转速时,系统会出现共振,其振动幅度会迅速增加,并可能导致系统的破坏。
临界转速是机械系统运行的上限,设计者需要根据机械系统的结构和运行条件来确定临界转速,以保证系统的安全运行。
而固有频率则是机械系统本身固有的振动频率。
当机械系统受到外界激励时,如果激励频率接近或等于机械系统的固有频率,就会引起共振现象。
共振的出现不仅会增大系统的振动幅度,还会导致能量的集中和破坏。
因此,设计者需要在设计机械系统时考虑系统的固有频率,避免与外界激励频率接近,以避免共振的发生。
临界转速和固有频率之间存在着明显的关系。
当机械系统的转速接近或等于系统的固有频率时,即使小幅度的外界激励也可能引发共振,使系统受损。
因此,设计者在设计机械系统时需要兼顾临界转速和固有频率,以保证系统的运行稳定性和安全性。
在实际的机械系统中,临界转速和固有频率往往是通过实验或者计算来确定的。
设计者可以通过实验的方法测定机械系统的固有频率,并根据固有频率来确定系统的临界转速。
或者,设计者也可以根据机械系统的结构参数和材料特性来计算系统的固有频率,并根据计算结果来确定临界转速。
总之,临界转速和固有频率是机械系统中重要的参数,对于系统的设计和运行都具有重要的作用。
设计者需要根据机械系统的结构和运行条件来确定临界转速和固有频率,以保证系统的安全运行和稳定性。
单圆盘转子临界转速
单圆盘转子临界转速转子是机械设备中常见的部件,它以旋转的方式传递动力并实现工作。
在转子的设计和运行过程中,临界转速是一个重要的参数。
临界转速指的是转子在达到一定速度时,会出现共振现象,导致系统不稳定甚至发生破坏的临界点。
本文将着重介绍单圆盘转子的临界转速。
一、单圆盘转子的基本结构单圆盘转子是一种简单的转子结构,由一个圆盘和轴组成。
圆盘是转子的核心部分,其质量和几何形状对转子的临界转速有重要影响。
轴则是支撑圆盘并使其能够旋转的部件。
在运行过程中,转子的临界转速会受到多种因素的影响,例如圆盘的质量分布、几何形状、支撑方式等。
二、影响单圆盘转子临界转速的因素1. 圆盘的质量分布:圆盘的质量分布对转子的临界转速有重要影响。
当圆盘的质量不均匀分布时,会导致转子在旋转过程中出现不平衡力,从而影响临界转速的大小。
因此,在设计和制造转子时,需要考虑圆盘的质量分布问题,以确保转子的稳定性和可靠性。
2. 圆盘的几何形状:圆盘的几何形状也会对转子的临界转速产生影响。
例如,圆盘的直径和厚度会影响转子的质量和转动惯量,进而影响临界转速的大小。
此外,圆盘的表面光滑度和圆度也会影响转子的运行稳定性。
3. 支撑方式:转子的支撑方式也是影响临界转速的因素之一。
常见的支撑方式包括固定支撑和悬挂支撑。
固定支撑是指转子的轴通过轴承固定在机械设备上,悬挂支撑则是指转子的轴通过悬挂装置悬挂在空中。
不同的支撑方式会对转子的振动特性产生不同影响,进而影响临界转速的大小。
三、单圆盘转子临界转速的计算方法计算单圆盘转子的临界转速是一个复杂的过程,需要考虑转子的动力学特性和振动特性。
通常,可以通过数学模型和有限元分析等方法来进行计算。
在计算过程中,需要考虑以下几个关键参数:1. 圆盘的质量和几何形状;2. 转子的支撑方式;3. 转子的刚度和阻尼特性;4. 外部激励的频率和振幅。
根据这些参数,可以建立转子的数学模型,并利用数值计算方法求解出转子的临界转速。
什么叫临界转速,了解临界转速有何意义
叶轮质量及位置、轴的支承方式等因素有关。
了解临界转速的目的在于设法让压缩机的工作转速避开临界转速,以免发生共振。通常,离心压缩机轴的额定
工作转速竹或者低于转子的一阶临界转速,n1,或者介于一阶临界转速n1与二阶临界转速n2之间。前者称作刚
必然要通过一阶临界转速,其时振动肯定要加剧。但只要迅速通过去,由于轴系阻尼作用的存在,是不会造
成破坏的。
上述两方面的原因,使转子的重心不可能与转子的旋转轴线完全吻合,从而在旋转时就会产生一种周期变化
的离心力,这个力的变化频率无疑是与转子的转数相一致的。当周期变化的离心力的变化频率和转子的固有
频率相等时,压缩机将发生强烈的振动,称为“共振”。所以,转子的临界转速也可以说是压缩机在运行中
发生转子共振时所对应的转速。
概而言之,临界转速是指数值等于转子固有频率时的转速。转子如果在临界转速下运行,会出现剧烈的振动,
而且轴的弯曲度明显增大,长时间运行还会造成轴的严重弯曲变形,甚至折断。
装在轴上的叶轮及其他零、部件共同构成离心式压缩机的转子。离心式压缩机的转子虽然经过了严格的平衡,
但仍不可避免地存在着极其微小的偏心。另外,转子由于自重的原因,在轴承之间也总要产生一定的挠度。
性轴,后者称作柔性轴。
刚性轴要求: n ≤ 0.7n1
柔性轴要求: 1.3nl≤n≤0.7n2
所以,在一般的情况下,离心式压缩机的运转是平稳的,不会发生共振问题。但如果设计有误,或者在技术
改造中随意提高转速,则机器投入运转时就有可能产生共振。另外,对于柔性轴来说,在启动或停车过程中,
临界转速
数值等于转子的固有频率----临界转速临界转速临界转速:critical speed转动件转子在运转中都会发生振动,转子的振幅随转速的增大而增大,到某一转速时振幅达到最大值(也就是平常所说的共振),超过这一转速后振幅随转速增大逐渐减少,且稳定于某一范围内,这一转子振幅最大的转速称为转子的临界转速。
这个转速等于转子的固有频率,当转速继续增大,接近2倍固有频率时振幅又会增大,当转速等于2倍固有频率时称为二阶(级)临界转速,依次类推有三阶、四阶……轴的临界转速决定于轴的横向刚度系数k和圆盘的质量m,而与偏心距e无关。
更一般的情况,临界转速还与轴所受到的轴向力的大小有关。
当轴力为拉力时,临界转速提高,而当轴力为压力时,临界转速则降低.临界转速是指数值等于转子固有频率时的转速。
转子如果在临界转速下运行,会出现剧烈的振动,而且轴的弯曲度明显增大,长时间运行还会造成轴的严重弯曲变形,甚至折断。
装在轴上的叶轮及其他零、部件共同构成离心式压缩机的转子。
离心式压缩机的转子虽然经过了严格的平衡,但仍不可避免地存在着极其微小的偏心。
另外,转子由于自重的原因,在轴承之间也总要产生一定的挠度。
上述两方面的原因,使转子的重心不可能与转子的旋转轴线完全吻合,从而在旋转时就会产生一种周期变化的离心力,这个力的变化频率无疑是与转子的转数相一致的。
当周期变化的离心力的变化频率和转子的固有频率相等时,压缩机将发生强烈的振动,称为“共振”。
所以,转子的临界转速也可以说是压缩机在运行中发生转子共振时所对应的转速。
一个转子有几个临界转速,分别叫一阶临界转速、二阶临界转速……。
临界转速的大小与轴的结构、粗细、叶轮质量及位置、轴的支承方式等因素有关。
了解临界转速的目的在于设法让压缩机的工作转速避开临界转速,以免发生共振。
通常,离心压缩机轴的额定工作转速高于或者低于转子的一阶临界转速,n1,或者介于一阶临界转速n1与二阶临界转速n2之间。
前者称作刚性轴,后者称作柔性轴。
临界转速
转子的振幅随转速的增大而增大,到某一转速时振幅达到最大值,超过这一转速后振幅随转速增大逐渐减少,且稳定于某一范围内,这一转子振幅最大的转速称为转子的临界转速。
旋转机械转子的工作转速接近其横向振动的固有频率而产生共振的特征转速。
汽轮机、压缩机和磨床等高速旋转机械的转子,由于制造和装配不当产生的偏心以及油膜和支承的反力等原因,运行中会发生弓状回旋。
当转速接近临界转速时,挠曲量显著增加,引起支座剧烈振动,形成共振,甚至波及整个机组和厂房,造成破坏性事故。
转子横向振动的固有频率有多阶,故相应的临界转速也有多阶,按数值由小到大分别记为n c1,n c2,…n ck…等。
有工程实际意义的是较低的前几阶。
任何转子都不允许在临界转速下工作。
对于工作转速n低于其一阶临界转速的刚性转子,要求n<0.75n c1;对于工作转速n高于其一阶临界转速的柔性转子,要求 1.4n ck<n<0.7n ck+1。
限元法利用电子计算机计算各阶临界转速。
对于已经制造出的转子,可用各种〖HTK〗激励法实测其各阶横向振动固有频率,进而确定各阶临界转速,为避免事故、改进设计提供依据。
因此,旋转机械在设计和使用中,必须设法使工作转速避开各阶临界转速。
临界转速的数值与转子的材料、几何形状、尺寸、结构形式、支承情况和工作环境等因素有关。
计算转子临界转速的精确值很复杂,需要同时考虑全部影响因素,在工程实际中常采用近似计算法或实测法来确定。
对于在图纸设计阶段的转子,可用分解代换法、当量直径法或图解法估算其一阶临界转速,也可用传递矩阵法或有振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅。
振幅在数值上等于最大位移的大小。
振幅是标量,单位用米或厘米表示。
振幅的物理意义,振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。
发音体振动的位移幅度,振幅大小同发音受到的外力大小有关,振幅的大小决定声音的强弱。
→如果您认为本词条还有待完善次同步谐振是指汽轮机发电机组轴系振荡和发电机电气系统的电气振荡之间,通过发电机转子气隙中电气转矩的耦合作用而形成的整个机网系统的共振行为。
轴临界转速
轴临界转速指的是转子在运转过程中,达到的最高边界速度,此速度又称为临界转速。
当转子的转速达到或超过临界转速时,就会出现严重的共振现象,如自身振动或变形等,从而严重影响机械系统的运行稳定性和安全性。
轴临界转速是受到多种因素的影响的,其中比较重要的因素有材料的特性、几何形状、转子的质量分布、转速、温度、支承方式以及外部载荷等因素。
为了提高轴临界转速,可以采取多种措施,如选用高强度的材料、采用优化的几何形状和轮轴的分布、改进轴的支承方式、减轻转子的质量及降低转速等措施。
临界转速的计算
一、临界转速分析的目的临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速,并按照经验或有关的技术规定,将这些临界转速调整,使其适当的远离机械的工作转速,以得到可靠的设计。
例如设计地面旋转机械时,如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1,应使N<,如果工作转速高于一阶临界转速,应使<N<+1,而对于航空涡轮发动机,习惯做法是使其最大工作转速偏离转子一阶临界转速的10~20%。
二、选择临界转速计算方法要较为准确的确定出转子支撑系统的临界转速,必须注意以下两点1.所选择的计算方法的数学模型和边界条件要尽可能的符合系统的实际情况。
2.原始数据的(系统支撑的刚度系数和阻尼系数)准确度,也是影响计算结果准确度的重要因素。
3.适当的考虑计算速度,随着转子支撑系统的日益复杂,临界转速的计算工作量越来越大,因此选择计算方法的效率也是需要考虑的重要因素。
三、常用的计算方法注:斯托多拉法莫克来斯塔德法传递矩阵法基本原理:传递矩阵法的基本原理是,去不同的转速值,从转子支撑系统的一端开始,循环进行各轴段截面状态参数的逐段推算,直到满足另一端的边界条件。
优点:对于多支撑多元盘的转子系统,通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求解系统的临界转速和不平衡响应,矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加,计算量往往较大:采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大,且各阶临界转速计算方法相同,便于程序实现,所需存储单元少,这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。
缺点:求解高速大型转子的动力学问题时,有可能出现数值不稳定现象。
今年来提出的Riccati传递矩阵法,保留传递矩阵的所有优点,而且在数值上比较稳定,计算精度高,是一种比较理想的方法,但目前还没有普遍推广。
轴段划分:首先根据支撑系统中刚性支撑(轴承)的个数划分跨度。
在整个轴段内,凡是轴承、集中质量、轮盘、联轴器等所在位置,以及截面尺寸、材料有变化的地方都要划分为轴段截面。
管子的临界转速计算公式
管子的临界转速计算公式在工程领域中,管子的临界转速是一个非常重要的参数。
它是指管子在运行过程中所能承受的最大转速,超过这个转速就会发生严重的振动和损坏。
因此,了解管子的临界转速计算公式对于工程设计和运行非常重要。
管子的临界转速是由管子的结构和材料决定的。
一般来说,管子的临界转速与管子的长度、直径、壁厚、材料的弹性模量以及密度等因素有关。
根据这些因素,可以通过一定的公式来计算管子的临界转速。
管子的临界转速计算公式可以通过理论分析和实验确定。
理论分析是通过应力、振动理论和材料力学等知识来推导出管子的临界转速计算公式。
而实验则是通过对不同参数的管子进行试验,测量管子的临界转速来验证计算公式的准确性。
一般来说,管子的临界转速计算公式可以表示为:Nc = (f / 2π) √(E / ρ)。
其中,Nc为管子的临界转速,单位为转每分钟(rpm);f为管子的固有频率,单位为Hz;E为管子材料的弹性模量,单位为Pa;ρ为管子材料的密度,单位为kg/m³。
这个公式是根据管子的固有频率和材料的弹性模量以及密度来计算管子的临界转速的。
固有频率是指管子在没有外力作用下的自然振动频率,它与管子的长度、直径、壁厚等因素有关。
而材料的弹性模量和密度则决定了管子的振动特性和承载能力。
在工程设计中,根据管子的使用条件和要求,可以通过这个公式来计算管子的临界转速。
首先需要确定管子的固有频率,这可以通过理论计算或者实验测量得到。
然后根据管子的材料参数,如弹性模量和密度,代入公式中进行计算,得到管子的临界转速。
通过计算得到的临界转速,可以与实际工作转速进行比较,以确保管子在运行过程中不会发生振动和损坏。
如果计算得到的临界转速与实际工作转速相差较大,就需要对管子的结构和材料进行调整,以满足使用要求。
除了计算公式外,还需要注意一些影响管子临界转速的其他因素。
比如管子的支撑方式、外部环境的温度和湿度、管道系统的振动和冲击等因素都会对管子的临界转速产生影响。
临界转速名词解释
临界转速名词解释
临界转速是指旋转机械在运行过程中,发生系统的共振或者失稳现象的临界值,也是机械系统从稳定状态向非稳定状态转变的一个临界点。
当旋转机械的转速达到临界转速时,机械系统的共振频率和系统自然频率完全匹配,导致机械系统发生共振现象。
临界转速是机械系统的一个重要参数,对于旋转机械的设计、运行和维护都有着重要的影响。
在设计机械系统时,需要通过研究机械系统的结构和特性,确定临界转速,以保证机械系统在正常工作范围内运行稳定,并避免共振和失稳现象的发生。
机械系统的临界转速与其结构、弹性特性、质量分布、支撑条件等因素密切相关。
一般来说,机械系统的临界转速与系统的固有频率和阻尼特性有关。
固有频率是指机械系统自由振动的频率,与系统的质量、刚度和支撑条件有关;阻尼特性则与系统内部摩擦、阻尼器以及与周围环境的交互作用等有关。
当机械系统的转速接近临界转速时,机械系统的动态特性会发生明显的变化。
一方面,由于共振现象的存在,机械系统受到外部激励时容易发生共振,振幅增大,甚至导致系统的破坏;另一方面,由于阻尼特性的改变,机械系统的振动衰减能力下降,系统很容易失去平衡,产生不稳定运动。
为了避免机械系统在工作过程中出现临界转速引起的共振和失稳问题,需要在机械设计中采取一系列的措施。
例如,可以通过调整机械系统的结构参数,使得系统的固有频率远离临界转
速,降低共振风险;另外,可以在机械系统中增加阻尼器或者减振器,提高系统的阻尼特性,增强系统的稳定性。
总之,临界转速是机械系统稳定运行的一个重要参数,影响着机械系统的可靠性和安全性。
通过研究临界转速及其影响因素,可以指导机械系统的设计和运行,提高机械系统的稳定性和工作效率。
临界转速 挠度 -回复
临界转速挠度-回复临界转速与挠度:解析旋转系统的极限行为引言:在机械、动力学和工程领域中,临界转速和挠度是两个十分重要的概念。
临界转速是指一个旋转系统在达到临界状态时所能承受的最高转速;而挠度则是指旋转体在旋转过程中产生的变形。
本文将以这两个主题为中心,一步一步解析临界转速和挠度的概念以及其在实际工程中的应用。
第一部分:临界转速的概念及意义(500字)临界转速是指一个旋转系统在达到临界状态时所能承受的最高转速。
在旋转系统中,当转速超过一定值时,由于离心力的作用,系统的结构开始变得不稳定,从而发生共振或失稳现象。
这个临界转速就是使得旋转系统发生失稳的转速。
临界转速的计算对于设计和优化旋转系统至关重要,它决定了系统的可靠性和工作范围。
第二部分:挠度的概念及其影响因素(500字)挠度是指旋转体在旋转过程中产生的变形。
旋转体由于离心力对其产生的弯曲、拉伸和扭转等力作用,会引起其结构的变形和位移。
挠度是衡量旋转体变形程度的指标,对于评估系统的性能和可靠性具有重要意义。
挠度的大小受多种因素影响,包括旋转体的几何形状、材料的性质、工作负荷和转速等。
第三部分:临界转速和挠度的关系(500字)临界转速和挠度之间存在着密切的联系。
当转速达到临界转速时,旋转系统的挠度达到极限值,这意味着系统已经接近失稳状态或者已经失稳。
因此,临界转速可以被视为是系统挠度的一个限制,超过这个转速,系统的挠度将会变得无法接受,从而导致系统失效或发生故障。
第四部分:临界转速和挠度的计算方法(500字)为了计算临界转速和预测挠度,工程师们通常使用数值模拟和实验测试的方法。
数值模拟包括有限元分析和计算流体力学方法,通过模拟系统的结构和运动规律,预测临界转速和挠度。
实验测试则通过制造样品并进行转速测试,测量挠度来确定临界转速。
这些方法可以为工程师提供有关系统设计和改进的重要信息。
结论:临界转速和挠度是解析旋转系统极限行为的两个关键概念。
它们对于评估旋转系统的性能和可靠性具有重要意义。
临界转速讲解
临界转速讲解
临界转速是指发动机在下降速度过程中,当车速降低到某一临界值时,发动机必须降低转速,避免出现发动机熄火或者连接的传动系统受到损坏的情况。
临界转速的具体数值取决于不同的发动机和传动系统设计,一般情况下,临界转速会在发动机的最大扭矩点附近。
当车速降低到临界转速时,发动机会自动降低转速,以保持发动机的旋转惯性,维持起动和行驶的连续性。
临界转速是根据发动机的特性和传动系统的设计来确定的,因此在不同的车型和发动机类型中可能存在变化。
一些高性能车辆可能设置较高的临界转速,以保持发动机的高转速运行。
总之,临界转速是为了避免发动机熄火或损坏而设计的一种保护机制,它会在车速降低到某一临界值时降低发动机转速,以确保发动机的正常工作。
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转子的振幅随转速的增大而增大,到某一转速时振幅达到最大值,超过这一转速后振幅随转速增大逐渐减少,且稳定于某一范围内,这一转子振幅最大的转速称为转子的临界转速。
旋转机械转子的工作转速接近其横向振动的固有频率而产生共振的特征转速。
汽轮机、压缩机和磨床等高速旋转机械的转子,由于制造和装配不当产生的偏心以及油膜和支承的反力等原因,运行中会发生弓状回旋。
当转速接近临界转速时,挠曲量显著增加,引起支座剧烈振动,形成共振,甚至波及整个机组和厂房,造成破坏性事故。
转子横向振动的固有频率有多阶,故相应的临界转速也有多阶,按数值由小到大分别记为n c1,n c2,…n ck…等。
有工程实际意义的是较低的前几阶。
任何转子都不允许在临界转速下工作。
对于工作转速n低于其一阶临界转速的刚性转子,要求n<0.75n c1;对于工作转速n高于其一阶临界转速的柔性转子,要求 1.4n ck<n<0.7n ck+1。
限元法利用电子计算机计算各阶临界转速。
对于已经制造出的转子,可用各种〖HTK〗激励法实测其各阶横向振动固有频率,进而确定各阶临界转速,为避免事故、改进设计提供依据。
因此,旋转机械在设计和使用中,必须设法使工作转速避开各阶临界转速。
临界转速的数值与转子的材料、几何形状、尺寸、结构形式、支承情况和工作环境等因素有关。
计算转子临界转速的精确值很复杂,需要同时考虑全部影响因素,在工程实际中常采用近似计算法或实测法来确定。
对于在图纸设计阶段的转子,可用分解代换法、当量直径法或图解法估算其一阶临界转速,也可用传递矩阵法或有振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅。
振幅在数值上等于最大位移的大小。
振幅是标量,单位用米或厘米表示。
振幅的物理意义,振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。
发音体振动的位移幅度,振幅大小同发音受到的外力大小有关,振幅的大小决定声音的强弱。
→如果您认为本词条还有待完善次同步谐振是指汽轮机发电机组轴系振荡和发电机电气系统的电气振荡之间,通过发电机转子气隙中电气转矩的耦合作用而形成的整个机网系统的共振行为。
含有串联补偿线路的电网,其电气谐振频率f1与轴系某阶固有频率f2互补,即满足f1+f2=f(工频50Hz)条件时,将出现低于电网频率的负阻尼振荡,诱发机电谐振,由于频率低于电网频率,故称为次同步谐振。
impeller又称工作轮。
离心式压缩机中惟一对气流作功的元件。
转子上的最主要部件。
一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成。
气体在叶轮叶片的作用下,随叶轮作高速旋转,气体受旋转离心力的作用,以及在叶轮里的扩压流动,使它通过叶轮后的压力得到提高。
对叶轮的要求是:(1)能给出较大的能量头;(2)气体流过叶轮的损失要小,即气体流经叶轮的效率要高;(3)气体流出叶轮时各参数合宜,使气体流过后面固定元件时的流动损失较小;(4)叶轮型式能使级或整机性能曲线的稳定工况区及高效区范围较宽。
常分为闭式、半开式和开式叶轮。
在风里发电机组中,叶轮由轮毂和叶片组成。
风经过叶轮,带动叶轮转动,从而带动发电机转动,将风能转化为电能。
此时,要求叶轮转动时有足够大的迎风面,以从风中提取足够多的能量;同时,在风速过大时,要能够自动调整叶片迎风角度,避免因受力过大而损坏机械根据ISO标准,由轴承支撑的旋转体称为转子。
如光盘等自身没有旋转轴的物体,当它采用刚性连接或附加轴时,可视为一个转子,转子多为动力机械和工作机械中的主要旋转部件。
典型的转子有透平机械转子、电机转子、各种泵的转子和透平压缩机的转子等。
转子在某些特定的转速下转动时会发生很大的变形并引起共振,引起共振时的转速称为转子的临界转速。
在工程上,工作转速低于第一阶临界转速的转子称为刚性转子,大于第一阶临界转速的转子称为柔性转子。
由于转子作高速旋转运动,所以需要平衡。
静平衡主要用于平衡盘形转子的惯性力。
刚性转子的动平衡可以通过通用平衡机来平衡惯性力和惯性力偶,消除转子在弹性支承上的振动。
柔性转子的动平衡比较复杂,从原理上区分,有振型平衡法和影响系数法两类。
设备状态监测通常是指通过监视和测量设备或部件运行状态信息和特征参数(例如振动、温度、压力等),并以此来判断其状态是否正常。
故障诊断FD(Fault Diagnosis)就是对设备运行状态和异常情况做出判断。
就是说,在设备没有发生故障之前,要对设备的运行状态进行预测和预报;在设备发生故障后,对故障的原因、部位。
类型、程度等做出判断,并进行维修决策。
故障诊断的任务包括故障检测、故障识别、故障分离与估计、故障评价和决策。
次同步谐振是指汽轮机发电机组轴系振荡和发电机电气系统的电气振荡之间,通过发电机转子气隙中电气转矩的耦合作用而形成的整个机网系统的共振行为。
含有串联补偿线路的电网,其电气谐振频率f1与轴系某阶固有频率f2互补,即满足f1+f2=f(工频50Hz)条件时,将出现低于电网频率的负阻尼振荡,诱发机电谐振,由于频率低于电网频率,故称为次同步谐振。
油膜涡动:油膜的楔形按油的平均流速绕轴瓦中心运动的现象称为油膜涡动,因其平均速度为轴颈圆周速度的一半,故又称为半速涡动。
机理:油润滑滑动轴承工作时,以薄的油膜支承轴颈。
在轴瓦表面的油膜速度为零(轴瓦静止),而在轴颈表面的油膜速度与轴颈表面相同(轴颈高速旋转)。
因此,不论在圆周上的任何剖面,油膜的平均速度均为轴颈圆周速度的一半。
轴颈高速旋转时,油膜厚度随楔形变化,但油的平均流速却相对不变。
由于油的不可压缩性,多出的油将从轴承两端流出,或者油膜的楔形按油的平均流速绕轴瓦中心运动。
如何诊断油膜涡动引起的振动?诊断油膜涡动可从以下的振动特征来判断:(1)油膜涡动的特征频率为略小于转子转速的1/2,并随转速的升高而升高,常伴有1倍频;(2)振动较稳定,次谐波振幅随工作转速的升高而升高;(3)相位较稳定;(4)轴心轨迹为双环椭圆,进动方向为正进动;(5)对轴承润滑油的温度、粘度和压力变化敏感。
怎样消除?当前在生产中,可通过以下途径来消除油膜涡动:(1)从结构上,保证轴颈相对于轴瓦处于较大的偏心下工作;(2)采用抑振性能比较好的轴承,如可倾瓦轴承;(3)现场出现问题时,降低润滑油温度,作为应急措施也是行为之有效的。
诊断名词术语和释义基本术语(1) 状态监测(condition monitoring)-对机械设备的工作状态(静的和动的)进行监视和测量(实时的或非实时的),以了解其正常与不正常。
(2) 故障诊断(fault diagnosis)又称为技术诊断(technical diagnosis)-采用一定的诊断方法和手段,确定机械设备功能失常的原因、部位、性质、程度和类别,明确故障的存在和发展。
(3) 简易诊断(simple diagnosis)-使用简易仪器和方法进行诊断。
(4) 精密诊断(meticulous diagnosis)-使用精密仪器进行的诊断(优于精确诊断或精度诊断术语)。
(5) 故障征兆(symptom of fault)(或称故障症状)-能反映机械设备功能失常,存在故障的各种状态量。
(6) 征兆参数(symptom of parameter)-能有效识别机械设备故障源故障的各种特征量,包括:原始量和处理量。
(7) 状态识别(condition recognition/identification)-为判断机械设备工作状态的正常与不正常和通过故障状态量的区别,诊断其故障的方法。
(8) 特征提取(feature extraction)-为了正确识别和诊断机械设备故障的存在与否,对征兆参数进行特别的处理。
(9) 故障类别(fault classification)-反映机械设备功能失常、结构受损、工作实效的专用分类、名称。
(10) 故障性质(nature of fault)-描述故障发生速度、危险程度、发生规律、发生原因等问题。
(11) 突发故障(sudden fault)-突然发生的故障。
在故障发生瞬间,必须采用实时监控、保安装置、紧急停机等措施。
(12) 渐发故障(slow fault)-故障的形成和发展比较缓慢,能够提供监测与诊断的条件。
(13) 破坏性故障(damaging fault)或称灾难性故障(catastrophic fault)-故障的发生影响机械设备功能的全部失去,并造成局部或整体的毁坏,难以修复重新使用。
(14) 局部性故障(local or damaging fault)-故障的发生仅影响机械设备的局部功能,经过修复可以恢复正常运行。
(15) 危险性故障(dangerous fault)-故障的发生将造成人员的伤亡,严重影响环境安全。
(16) 非危险性故障(undangerous fault)-故障的发生不造成对周围人员的重大影响。
(17) 技术性故障(technical fault)-故障的发生是由于技术原因,非人为原因。
(18) 人为故障(或主观故障subjective fault)-故障的发生是由于人的主观原因,如失职、误操作等原因所造成。
(19) 常见性故障(ordinary fault)-故障的发生比较普遍,有较多的样例,易于识别与诊断。
(20) 疑难性故障(difficult or unordinary fault)-非常见性故障,是随机械设备本身特殊条件而产生,需要有特殊的监测手段和诊断分析方法。
(21) 规则性故障(regular fault)-故障的发生或者扩大,具有一定可掌握的规律性。
(22) 随机性故障(random of irregular fault)-无规律可循的故障。
(23) 故障程度(severity of fault)-描述故障的严重程度,是属局部性故障。
(24) 在线诊断(on-line diagnosis)-是指诊断过程直接在现场,在机械设备运行过程中进行的诊断。
(25) 离线诊断(off-line diagnosis)-诊断过程离开现场,将诊断所需数据及信息经过采集手段,离开现场进行处理分析的诊断。
(26) 定期诊断(periodical diagnosis)-按预定时间进行的诊断。
(27) 连续诊断(监视)(continuing diagnosis or continuing monitoring)-为了及时掌握机械设备运行状况,以防止发生意外或特殊变化所采用的不间断监视与分析诊断的方法。
(28) 直接诊断(direct diagnosis)-凭借所采集到的征兆信号,不需要经过后继处理的诊断方法。
(29) 间接诊断(undirect diagnosis)-为诊断所用数据或非来自故障源的直接征兆参数(非第一原因)的诊断方法。
(30) 停机诊断(shutdown diagnosis)-在运行过程中无法诊断,必须停止机械设备运行的诊断。