燃气轮机转子支承刚度计算研究
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法。
４ ２
加工精度 等各方 面 因素 的影 响 ， 得这种 波纹 使
环 式 弹 性 支 承 的 刚 度 难 以 比较 准 确 地 计 算 ， 其 近 似计 算 公 式 为 ［２ ６４ １８
燃气轮机转子支承 刚度计算研究——钟芳 明， 龚建政 ， 贺
星
Ｋ ：— — — — — —
— — — — —
（） ５
（ ３ ［ （ 等（５ ９＋２ 】 Ｄ 。－ 一）４ Ａ ０ １ １ １４ ．） ． Ａ
式 中 ：— — 波纹环 内侧 或外 侧 的凸 台数 ； ｎ
— —
方法计算 油 膜反 力 ， 至今仍 是这 个 领 域有 待 解 决 的重要 问题 。在分 析转 子动 力 特性 时 ， 除转 子． 支 承系统 自身 的 刚度 外 ， 还要 计 及 油膜 刚度 。Ｎ ｖ ａｉ ．
— —
耦 合 。 因此 ， 动 轴 承动 力 学 实 际上 是 一 个 流 固 滚 耦 合 问题 ， 必须联 解耦 合 的流体 润滑 的雷诺 方程 、
弹性 变形 方 程及 压 （ ） 方 程 。 目前 只 能在 某 温 粘
Ｄ ＝（ ＋Ｄ ） ２ Ｄ１ ２ ／ ；
弹簧 （ 即与 弹 性 支 承组 合 使 用 ） 的挤 压 油 膜 阻 尼
器 ， 耵油 膜假设 下 可 以推 导 出等效 刚度 和 等 效 在
上 ，ｍ
日 —— 凸台 的厚 度 ， Ｈ＝ｈ＋ｓ ；
— —
修正系数 ， （ Ａ＝ ｎ＋
；
阻尼计算 式 ：
（） ７
１３ 滚动 轴承 ．
滚动 轴承是 一 种 高 载荷 流 体 动 力摩 擦 副 ， 不 仅存在 固体 接触 的 弹性 变形 ， 且有 流 体 动 力 润 而
滑油膜 的影 响 ， 性 变形 与 润 滑 油膜 之 间 又 相互 弹
ｃ —— 油膜 环 间隙 ；
ｅ —— 油膜 内环 圆轨 迹进动 的半 径 ；
弹性 支 座用 螺栓 ５固定 在 机 匣 ６上 ， 臂 地 悬
上） 。因而在计算采用 了弹性支承结构 的支承系
统 时 ， 将机 匣考 虑为 刚性体 。 可
１ ２ 弹 性支承 －
支 承转 子 。支 承 的弹性来 自于具有 较低 刚性 的 鼠 笼条 ７ 。在 转 子 横 向 载荷 作 用 下 ， 性 支 座 上 的 弹 表 面 挤 压油膜 ， 到减 振 作 用 。在燃 气 轮 机 的 起
Ｅ－ ｉ ： ｕ ｙ ｕ ０ ８ ｓ ｈ ． ｏ ｍａ ｌ ｘ ｅ ｏ ｌ １ ＠ ｏ ｕ ｅ ｍ
由图 ２可见 ， 采用 弹性 支承后 ， 阶临 界转速 低 降低 到发 动机 工作 转 速 范 围 以下 ； 高 阶 临界 转 而 速则 由原来 刚性 支承 时 的临界转 速值 提高 到发动
４１
进 行 了刚度试 验研究 。通 过对 试验结 果 的分析 获
得了鼠笼结构参数对 刚度 的影响规律 ， 并进一步 得到 刚度计算 修正 公式 。
频 率
图 ２ 转子不平衡响应的幅频特・ 眭
Ｋ ：０ ０ ６ １× ．２
ｔ 。
（） ３
目前 ， 燃气 轮 机 上采 用 的弹性 支 承 结 构 多种
断 面的 弹性 杆 。弹性杆 两端 与相 邻零件 的连接一 般采 用 高温钎 焊等 方 法 ， 以保证 连 接 刚 度 与接 头
的抗疲劳性能。这种弹性支承所提供的刚度计算
方法 与 鼠笼式 一样 ， 只是 其 中各 弹性 杆 的抗 弯断
面惯 性矩 与杆 的位置无 关 。拉杆 式 弹性 支 承刚度 计算 式为
求解 复杂结 构及 边 界 条件 ， 以机 匣的 支 承 刚度 所 多选用 有 限元法 进行计 算分 析 。根 据线 刚度 的计 算 公式 可 以方便 地求 出机 匣的径 向支 承刚度 。
＝
Ｆ６ ／
（） １
式 中 ： —— 机匣 支承 的刚度 系数 ；
卜
１油 膜 环 ；一 性 支 座 ；一 承 ；－ 轴 ；・ 栓 ； ・ ２弹 ３轴 ４转 ５螺
图 ４ 波 纹 环 式 弹 性 支 承
这种各 向异 性就 基本 消失 了 。将 笼条截 面近 似成 矩形 ， 得到 刚度计 算式 ］
：
其 主要 弹 性元 件 是 一个 在 内 、 表 面制 有相 外 互 错 开 的均 匀 分 布 的若 干 凸 台 的环 形 件—— 波 纹 环 。其 内表 面 的 凸 台 与轴 承 安 装 座 外 表 面 配
＝
其 中 ： Ｄ —— 波 纹环 的 内 、 直径 ； Ｄ 、 外 ｓ —— 凸 台的凸 出高度 ；
— —
（） ６
凸台与 圆弧段 的过 渡 圆直径 。
Ｃ ｓ ｉ＝ 式 中 ：— — 润滑油 的动 力粘 度系数 ； 肛 Ｒ —油 膜环 的平 均半径 ； — ￡ —— 油膜 轴 承宽度 ；
大 ， 其 支 承结 构 简单 ， 工 和装 配也 方 便 ， 产 但 加 生 和使用 经验 丰 富 ， 靠性 高 。笼 条 式 弹性 支 承包 可 括 鼠笼 式 和拉杆式 。它 们均 可 以分别加 挤压 油膜 阻尼器 或其 它挠度 限制 器构成 弹 性阻尼支 承 。
１２ １ 鼠笼式 弹性 支承 ．．
— —
施加 在轴 承外 环 的径 向力 ；
在 Ｆ下响应 的径 向位移 。
６机匣 ； － ． ７鼠笼条 ； Ａ油膜轴颈表面
图 １ 燃 气 轮 机 弹 性 支 承 的 典 型 结构
对 于有 弹性 支 承 的转 子 系 统 的支 点 ， 匣 的 机
刚度一 般要 远大 于 弹 性 支 承 的 刚度 （ １个 量 级 以
弹性 支 承 ） 。
材 料 弹 性 模 量 ；－ 条 截 面 宽度 ； ｂ笼
＾笼 条截面高度 ； 笼条长度 － ｚ ．
图 ３ 鼠 笼 弹 性 支 承 结构 示 意
如果杆 的数 目较少 ， 当不 平 衡 力 作用 方 向变 化时， 弹性 支承 的刚度 瞬 时可能是 变化 的 ， 因而会 显示 出各 向不 均 匀 性 。但 当 弹性 杆 数 目较 多 时 ，
不 考 虑 油 膜 刚度 的影 响 。
关键词 ： 燃气 轮机 ； 转子一 支承系统 ； 等效 刚度 ； 弹性阻尼支承 中图分类号 ： ６ ４ １ １Ｔ ４ Ｕ ６ ．３ ；Ｋ ７ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：６ １７５ （０ ２ ０ －０ １０ １７ ．９３ ２ １ ） １ ４ －４ ０
频特 性 。
轮机 转 子支承 的 刚度计算 必须 考虑 支承各 结构 的
刚度 特 性 ， 要包 括 机 匣 、 主 弹性 支 承 、 油膜 阻尼 器
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ３—１ １ 修 稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ３—１ ６
第一作者简介 ： 钟芳 明（９ ６一） 男 ， １８ ， 硕士生 。 研究方 向： 舰船燃气动力装置
初 步设计 阶段 ， 支承 刚度进行 近 似计算 ， 对 使其 与 转 子动 态特 性 参 数 匹 配 得 当非 常 重 要 Ｊ 。燃 气 ２ Ｊ
燃 气轮机 转 子 ． 承 系 统 通 常 都 采 用 弹 性 支 支
承 ， 刚度相对 于转 子 的刚度 较低 ， 其 即所谓 低 刚性
弹性支 承 。这 样可 以使得 转 子系统 的临界 转速 降 低 到要求 的数 值 而不 削弱 转 子本 身 的刚 性 ， 且通 过 临界转 速 时 ， 子 的振 幅和 通 过轴 承 座 的外传 转 载荷很 小 。图 ２给 出的是某 转子 不平衡 响应 的 幅
燃 气 轮机机 匣 的支承 刚度计 算是 一个静 力学 问题 ， 以用解 析法 、 可 能量 法或者 有 限元 法求 得数 值解 。通 常 由于发动 机 的转子支 承 系统结构 和传
力路线 等很 复杂 ， 涉及 的零 件多 ， 而有 限元法 适合
大都采用 了弹性阻尼支承 ， 见图 １ 。
燃气 轮机 作 为 高速 旋 转 机 械 ， 其转 子 动 力 特 性对 燃气 轮 机 的安 全 性 有 重 要 影 响 … 。 支 承 的
刚性 对转 子 的动力 特性有 着至关 重 要 的影 响 。现
及 轴承 。
１ 支承 系统 各 组件 刚度
１ １ 机 匣 ．
代燃 气轮 机转子 大都 采用 “ 柔轴 ” 计 ， 设 为避 开 转 子 的临界 转速及 减 小 轴 承作 用 力 ， 支 承 结 构 中 在
ｎ ｂｈ Ｅ ２ ２
—
一
（） ２
ｔ
合， 外表面 的凸台则 与支座 的承力 环 内表面配
合 。在任 一 瞬 间 ， 纹 环 上 的 曲杆 有 一 半 是 不 波 受 力 的 ， 一 半 则 按 正 弦 分 布 规 律 承 受 不 同大 另 小 的径 向力 。另 外 ， 由于 凸 台 的尺 寸 、 圆角 以及
第 ４ 卷 第 １期 ｌ ２１ ０ ２年 ０ ２月
船 海 工 程
Ｓ Ｐ ＆ ０Ｃ ＨＩ ＥＡＮ ＥＮＧ ＮＥ Ｉ Ｉ ＥＲ ＮＧ
Ｖｏ． Ｎｏ １４１ ．１
Ｆｂ ２ １ ｅ ．０ ２
Ｄ Ｉ１ ．９ ３ ｊｉ ｎ １７ －９ ３２ １． １０ ２ Ｏ ：０ ３ ６／．ｓ ． ６ １ ５ ．０２ ０ ．１ ｓ ７
ｅ—ｔ ｅ 方程 和 Ｒ ｙ ｏ ｓ ｒ ｏ ｓ Ｓｋ ｅ ｎｌ 方程 是建 立在动 压润 滑 ｄ 理 论基 础上 的油 膜 运 动方 程 ， 其 应用 于带 定 心 将
波纹环 的厚 度 ；
６ —— 波纹 环 的宽度 ； 口 — 凸 台长度 ； — Ｄ — — 波纹环 的平 均直 径 ，
第１ 期
船
海
工
程
第４ １卷
机工 作转 速范 围 以上 。 同时 ， 采用 阻尼器 时 ， 临界 转速 时 的响应 峰值 将 大 大减 小 ， 而 保 证 发动 机 从
转子 平稳地 通过 这些 临界转 速 区。
２ ）肋条 在 靠 近 根 部 处 必 然 存 在 圆 角 尺， 因 此， 按上 述公 式计 算 的 刚度 值 要 比实 际 刚度 值偏 低， 可利 用实 验 结果 获 得 修 正 曲线 。对 计 算 的 刚 度值 进行 修正 ， 以使 计算 精度 得到 提高 。 可 为 此 ， 献 ［ ］ 于 鼠笼 弹性 支承 实 物 ， 文 ５基 分别 用 近似公 式 （ ）有 限元 法 进行 了刚度 计 算 ， １、 并且
式 中 ：—— 笼条 数 。 ｎ 应 用 此公式 应考 虑 以下 两点 Ｊ 。
１ ）由于公 式 推 导 中认 为支 承 两端 为 绝 对 刚 性， 因此 ， 能用 于 计 算 低 刚性 的 弹 性 支 承 。计 只 算肋 条 数 很 多 的 高 刚 性 支 承 ， 采 用 有 限元 方 应
Ｋ ：
１ ６Ｚ
鼠笼式 弹性 支承 的弹性 由鼠笼 条提供 。由于
笼条 比较细 长 、 软 ， 承安装 座及 安装边 与 之相 柔 轴 比 ， 以视 为刚性 固定端 ， 图 ３ 可 见 。Fra bibliotek（ ４）
：
亡二 二＝］ ［ 二二二］
１ ２ ３ 波 纹环式 弹性 支承 ．．
图 ４所示 为波纹 环 式 弹性 支 承 （ 称 曲杆式 又
燃 气 轮 机 转子 支 承 刚度 计算 研 究
钟芳明， 龚建 政 ， 贺 星
（ 海军工程大学 船 舶与动力学院 ， 武汉 ４ ０ ３ ） ３０ ３
摘
要： 综合归纳燃气轮机转子的各 种支 承结 构形式 、 特点 ， 剖析结构参数对支承刚度 的影响 。针对燃气
轮机转 子在 高转速下支承 刚度获取难 的问题 ， 运用理论 分析和经验公 式相结合 的方 法 ， 对某 型燃气轮机转 子 支承进行 刚度计算与误差分析 。结果表 明， 于弹性 阻尼支承系统 ， 对 刚度值在一 定精度范 围内的初步计算可
１２ ２ 拉杆 式弹性 支 承 ．．
拉杆式 弹性 支承 与 鼠笼 式弹 性支 承原理 结构 基本 相似 ， 拉 杆 式把 矩 形 断 面 的笼 条 改 为 圆形 但
多样 ， 主要分 为 笼 条式 和环 式 两类 。笼 条 式 弹性
支承 与 弹 性 环 式 支 承 相 比 ， 占空 间大 ， 量也 所 质
４ ２
加工精度 等各方 面 因素 的影 响 ， 得这种 波纹 使
环 式 弹 性 支 承 的 刚 度 难 以 比较 准 确 地 计 算 ， 其 近 似计 算 公 式 为 ［２ ６４ １８
燃气轮机转子支承 刚度计算研究——钟芳 明， 龚建政 ， 贺
星
Ｋ ：— — — — — —
— — — — —
（） ５
（ ３ ［ （ 等（５ ９＋２ 】 Ｄ 。－ 一）４ Ａ ０ １ １ １４ ．） ． Ａ
式 中 ：— — 波纹环 内侧 或外 侧 的凸 台数 ； ｎ
— —
方法计算 油 膜反 力 ， 至今仍 是这 个 领 域有 待 解 决 的重要 问题 。在分 析转 子动 力 特性 时 ， 除转 子． 支 承系统 自身 的 刚度 外 ， 还要 计 及 油膜 刚度 。Ｎ ｖ ａｉ ．
— —
耦 合 。 因此 ， 动 轴 承动 力 学 实 际上 是 一 个 流 固 滚 耦 合 问题 ， 必须联 解耦 合 的流体 润滑 的雷诺 方程 、
弹性 变形 方 程及 压 （ ） 方 程 。 目前 只 能在 某 温 粘
Ｄ ＝（ ＋Ｄ ） ２ Ｄ１ ２ ／ ；
弹簧 （ 即与 弹 性 支 承组 合 使 用 ） 的挤 压 油 膜 阻 尼
器 ， 耵油 膜假设 下 可 以推 导 出等效 刚度 和 等 效 在
上 ，ｍ
日 —— 凸台 的厚 度 ， Ｈ＝ｈ＋ｓ ；
— —
修正系数 ， （ Ａ＝ ｎ＋
；
阻尼计算 式 ：
（） ７
１３ 滚动 轴承 ．
滚动 轴承是 一 种 高 载荷 流 体 动 力摩 擦 副 ， 不 仅存在 固体 接触 的 弹性 变形 ， 且有 流 体 动 力 润 而
滑油膜 的影 响 ， 性 变形 与 润 滑 油膜 之 间 又 相互 弹
ｃ —— 油膜 环 间隙 ；
ｅ —— 油膜 内环 圆轨 迹进动 的半 径 ；
弹性 支 座用 螺栓 ５固定 在 机 匣 ６上 ， 臂 地 悬
上） 。因而在计算采用 了弹性支承结构 的支承系
统 时 ， 将机 匣考 虑为 刚性体 。 可
１ ２ 弹 性支承 －
支 承转 子 。支 承 的弹性来 自于具有 较低 刚性 的 鼠 笼条 ７ 。在 转 子 横 向 载荷 作 用 下 ， 性 支 座 上 的 弹 表 面 挤 压油膜 ， 到减 振 作 用 。在燃 气 轮 机 的 起
Ｅ－ ｉ ： ｕ ｙ ｕ ０ ８ ｓ ｈ ． ｏ ｍａ ｌ ｘ ｅ ｏ ｌ １ ＠ ｏ ｕ ｅ ｍ
由图 ２可见 ， 采用 弹性 支承后 ， 阶临 界转速 低 降低 到发 动机 工作 转 速 范 围 以下 ； 高 阶 临界 转 而 速则 由原来 刚性 支承 时 的临界转 速值 提高 到发动
４１
进 行 了刚度试 验研究 。通 过对 试验结 果 的分析 获
得了鼠笼结构参数对 刚度 的影响规律 ， 并进一步 得到 刚度计算 修正 公式 。
频 率
图 ２ 转子不平衡响应的幅频特・ 眭
Ｋ ：０ ０ ６ １× ．２
ｔ 。
（） ３
目前 ， 燃气 轮 机 上采 用 的弹性 支 承 结 构 多种
断 面的 弹性 杆 。弹性杆 两端 与相 邻零件 的连接一 般采 用 高温钎 焊等 方 法 ， 以保证 连 接 刚 度 与接 头
的抗疲劳性能。这种弹性支承所提供的刚度计算
方法 与 鼠笼式 一样 ， 只是 其 中各 弹性 杆 的抗 弯断
面惯 性矩 与杆 的位置无 关 。拉杆 式 弹性 支 承刚度 计算 式为
求解 复杂结 构及 边 界 条件 ， 以机 匣的 支 承 刚度 所 多选用 有 限元法 进行计 算分 析 。根 据线 刚度 的计 算 公式 可 以方便 地求 出机 匣的径 向支 承刚度 。
＝
Ｆ６ ／
（） １
式 中 ： —— 机匣 支承 的刚度 系数 ；
卜
１油 膜 环 ；一 性 支 座 ；一 承 ；－ 轴 ；・ 栓 ； ・ ２弹 ３轴 ４转 ５螺
图 ４ 波 纹 环 式 弹 性 支 承
这种各 向异 性就 基本 消失 了 。将 笼条截 面近 似成 矩形 ， 得到 刚度计 算式 ］
：
其 主要 弹 性元 件 是 一个 在 内 、 表 面制 有相 外 互 错 开 的均 匀 分 布 的若 干 凸 台 的环 形 件—— 波 纹 环 。其 内表 面 的 凸 台 与轴 承 安 装 座 外 表 面 配
＝
其 中 ： Ｄ —— 波 纹环 的 内 、 直径 ； Ｄ 、 外 ｓ —— 凸 台的凸 出高度 ；
— —
（） ６
凸台与 圆弧段 的过 渡 圆直径 。
Ｃ ｓ ｉ＝ 式 中 ：— — 润滑油 的动 力粘 度系数 ； 肛 Ｒ —油 膜环 的平 均半径 ； — ￡ —— 油膜 轴 承宽度 ；
大 ， 其 支 承结 构 简单 ， 工 和装 配也 方 便 ， 产 但 加 生 和使用 经验 丰 富 ， 靠性 高 。笼 条 式 弹性 支 承包 可 括 鼠笼 式 和拉杆式 。它 们均 可 以分别加 挤压 油膜 阻尼器 或其 它挠度 限制 器构成 弹 性阻尼支 承 。
１２ １ 鼠笼式 弹性 支承 ．．
— —
施加 在轴 承外 环 的径 向力 ；
在 Ｆ下响应 的径 向位移 。
６机匣 ； － ． ７鼠笼条 ； Ａ油膜轴颈表面
图 １ 燃 气 轮 机 弹 性 支 承 的 典 型 结构
对 于有 弹性 支 承 的转 子 系 统 的支 点 ， 匣 的 机
刚度一 般要 远大 于 弹 性 支 承 的 刚度 （ １个 量 级 以
弹性 支 承 ） 。
材 料 弹 性 模 量 ；－ 条 截 面 宽度 ； ｂ笼
＾笼 条截面高度 ； 笼条长度 － ｚ ．
图 ３ 鼠 笼 弹 性 支 承 结构 示 意
如果杆 的数 目较少 ， 当不 平 衡 力 作用 方 向变 化时， 弹性 支承 的刚度 瞬 时可能是 变化 的 ， 因而会 显示 出各 向不 均 匀 性 。但 当 弹性 杆 数 目较 多 时 ，
不 考 虑 油 膜 刚度 的影 响 。
关键词 ： 燃气 轮机 ； 转子一 支承系统 ； 等效 刚度 ； 弹性阻尼支承 中图分类号 ： ６ ４ １ １Ｔ ４ Ｕ ６ ．３ ；Ｋ ７ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：６ １７５ （０ ２ ０ －０ １０ １７ ．９３ ２ １ ） １ ４ －４ ０
频特 性 。
轮机 转 子支承 的 刚度计算 必须 考虑 支承各 结构 的
刚度 特 性 ， 要包 括 机 匣 、 主 弹性 支 承 、 油膜 阻尼 器
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ３—１ １ 修 稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ３—１ ６
第一作者简介 ： 钟芳 明（９ ６一） 男 ， １８ ， 硕士生 。 研究方 向： 舰船燃气动力装置
初 步设计 阶段 ， 支承 刚度进行 近 似计算 ， 对 使其 与 转 子动 态特 性 参 数 匹 配 得 当非 常 重 要 Ｊ 。燃 气 ２ Ｊ
燃 气轮机 转 子 ． 承 系 统 通 常 都 采 用 弹 性 支 支
承 ， 刚度相对 于转 子 的刚度 较低 ， 其 即所谓 低 刚性
弹性支 承 。这 样可 以使得 转 子系统 的临界 转速 降 低 到要求 的数 值 而不 削弱 转 子本 身 的刚 性 ， 且通 过 临界转 速 时 ， 子 的振 幅和 通 过轴 承 座 的外传 转 载荷很 小 。图 ２给 出的是某 转子 不平衡 响应 的 幅
燃 气 轮机机 匣 的支承 刚度计 算是 一个静 力学 问题 ， 以用解 析法 、 可 能量 法或者 有 限元 法求 得数 值解 。通 常 由于发动 机 的转子支 承 系统结构 和传
力路线 等很 复杂 ， 涉及 的零 件多 ， 而有 限元法 适合
大都采用 了弹性阻尼支承 ， 见图 １ 。
燃气 轮机 作 为 高速 旋 转 机 械 ， 其转 子 动 力 特 性对 燃气 轮 机 的安 全 性 有 重 要 影 响 … 。 支 承 的
刚性 对转 子 的动力 特性有 着至关 重 要 的影 响 。现
及 轴承 。
１ 支承 系统 各 组件 刚度
１ １ 机 匣 ．
代燃 气轮 机转子 大都 采用 “ 柔轴 ” 计 ， 设 为避 开 转 子 的临界 转速及 减 小 轴 承作 用 力 ， 支 承 结 构 中 在
ｎ ｂｈ Ｅ ２ ２
—
一
（） ２
ｔ
合， 外表面 的凸台则 与支座 的承力 环 内表面配
合 。在任 一 瞬 间 ， 纹 环 上 的 曲杆 有 一 半 是 不 波 受 力 的 ， 一 半 则 按 正 弦 分 布 规 律 承 受 不 同大 另 小 的径 向力 。另 外 ， 由于 凸 台 的尺 寸 、 圆角 以及
第 ４ 卷 第 １期 ｌ ２１ ０ ２年 ０ ２月
船 海 工 程
Ｓ Ｐ ＆ ０Ｃ ＨＩ ＥＡＮ ＥＮＧ ＮＥ Ｉ Ｉ ＥＲ ＮＧ
Ｖｏ． Ｎｏ １４１ ．１
Ｆｂ ２ １ ｅ ．０ ２
Ｄ Ｉ１ ．９ ３ ｊｉ ｎ １７ －９ ３２ １． １０ ２ Ｏ ：０ ３ ６／．ｓ ． ６ １ ５ ．０２ ０ ．１ ｓ ７
ｅ—ｔ ｅ 方程 和 Ｒ ｙ ｏ ｓ ｒ ｏ ｓ Ｓｋ ｅ ｎｌ 方程 是建 立在动 压润 滑 ｄ 理 论基 础上 的油 膜 运 动方 程 ， 其 应用 于带 定 心 将
波纹环 的厚 度 ；
６ —— 波纹 环 的宽度 ； 口 — 凸 台长度 ； — Ｄ — — 波纹环 的平 均直 径 ，
第１ 期
船
海
工
程
第４ １卷
机工 作转 速范 围 以上 。 同时 ， 采用 阻尼器 时 ， 临界 转速 时 的响应 峰值 将 大 大减 小 ， 而 保 证 发动 机 从
转子 平稳地 通过 这些 临界转 速 区。
２ ）肋条 在 靠 近 根 部 处 必 然 存 在 圆 角 尺， 因 此， 按上 述公 式计 算 的 刚度 值 要 比实 际 刚度 值偏 低， 可利 用实 验 结果 获 得 修 正 曲线 。对 计 算 的 刚 度值 进行 修正 ， 以使 计算 精度 得到 提高 。 可 为 此 ， 献 ［ ］ 于 鼠笼 弹性 支承 实 物 ， 文 ５基 分别 用 近似公 式 （ ）有 限元 法 进行 了刚度 计 算 ， １、 并且
式 中 ：—— 笼条 数 。 ｎ 应 用 此公式 应考 虑 以下 两点 Ｊ 。
１ ）由于公 式 推 导 中认 为支 承 两端 为 绝 对 刚 性， 因此 ， 能用 于 计 算 低 刚性 的 弹 性 支 承 。计 只 算肋 条 数 很 多 的 高 刚 性 支 承 ， 采 用 有 限元 方 应
Ｋ ：
１ ６Ｚ
鼠笼式 弹性 支承 的弹性 由鼠笼 条提供 。由于
笼条 比较细 长 、 软 ， 承安装 座及 安装边 与 之相 柔 轴 比 ， 以视 为刚性 固定端 ， 图 ３ 可 见 。Fra bibliotek（ ４）
：
亡二 二＝］ ［ 二二二］
１ ２ ３ 波 纹环式 弹性 支承 ．．
图 ４所示 为波纹 环 式 弹性 支 承 （ 称 曲杆式 又
燃 气 轮 机 转子 支 承 刚度 计算 研 究
钟芳明， 龚建 政 ， 贺 星
（ 海军工程大学 船 舶与动力学院 ， 武汉 ４ ０ ３ ） ３０ ３
摘
要： 综合归纳燃气轮机转子的各 种支 承结 构形式 、 特点 ， 剖析结构参数对支承刚度 的影响 。针对燃气
轮机转 子在 高转速下支承 刚度获取难 的问题 ， 运用理论 分析和经验公 式相结合 的方 法 ， 对某 型燃气轮机转 子 支承进行 刚度计算与误差分析 。结果表 明， 于弹性 阻尼支承系统 ， 对 刚度值在一 定精度范 围内的初步计算可
１２ ２ 拉杆 式弹性 支 承 ．．
拉杆式 弹性 支承 与 鼠笼 式弹 性支 承原理 结构 基本 相似 ， 拉 杆 式把 矩 形 断 面 的笼 条 改 为 圆形 但
多样 ， 主要分 为 笼 条式 和环 式 两类 。笼 条 式 弹性
支承 与 弹 性 环 式 支 承 相 比 ， 占空 间大 ， 量也 所 质