高速转子轴的临界转速.ppt

例题2 卧式离心机，电机转子质量 mi=100kg离心机转鼓加物料质量 mg=180kg, 转速 1450r/min L=600mm, a=300mm, b=200mm, d=80mm 计算转子系统临界转，是否能安全工作？ 例题 卧式离心机结构示意图 第三十页，共七十五页，2022年，8月28日 例题 第三十一页，共七十五页，2022年，8月28日 影响临界转速的其他因素 前面关于临界转速的推导计算都是理想化了的，如把转盘看作质点、怱略支承处的变形等。下面要将对影响临界转速的其他因素作具体分析。 （一）回转力矩 当转盘不在中间位置时，如图 ；  此时，转盘既绕自身轴线转动（自转），又绕原轴线（静挠度曲线，公转）转，称之谓进动。 进动会产生惯性力矩，称回转力矩或陀螺力矩。 由于陀螺力矩的作用，为使挠度曲线变大或变小，这相当于改变了轴的刚度 改变了固有频率。 转子的倾斜 第三十二页，共七十五页，2022年，8月28日 进动有： 同步进动 异步进动 取转鼓上微小单元dm，它所产生的惯性力在y方向上的分量： 注：因惯性力在垂直于xy平面上的分量对称，力矩和为零，故不再讨论。dF对质心的力矩: (习惯上把阻止轴变形的回转力矩作为正值) 同步正进动 第三十三页，共七十五页，2022年，8月28日 由图中几何关系: 回转力矩影响 1 2 3 2 1 x=1+2 y=(1+2+3)-1-3 回转力矩计算图 第三十四页，共七十五页，2022年，8月28日 整个转鼓的回转力矩: 2 1 3 4 上述积分式中第1,2项是对质心轴 的一次矩,故为0 第3项,对于对称的几何体,积分也为0 第4项: 式中 为dm在垂直于 平面的座标轴上的座标值. 回转力矩影响 第三十五页，共七十五页，2022年，8月28日 由物理学知: 为转子对于园心轴线的转动惯量. 为转子对于过质心并垂直于园心轴线的轴( 轴)的转动惯量. 这是计算回转力矩的通式 M0 要减小轴的挠度,相当于K增大,故提高临界转速. M0要减小轴的挠度,相当于K增大,故提高临界转速. 对于园柱形转动体： 回转力矩影响 第三十六页，共七十五页，2022年，8月28日 b是柱体高度或转子的宽度 窄转子，提高临界转速 宽转子，降低临界转速 不产生回转效应 对于由多个形状组成的回转体，则转动惯量计算式为； 回转力矩影响 第三十七页，共七十五页，2022年，8月28日 臂长影响： 前面在计算挠度时，只计算到转子底部与轴的连接点，这对窄转子来说是可行的，但对宽转子，会产生很大的误差。为此，要把转鼓质心的惯性力折算到连接点上。 臂长影响 臂长影响 计算 第三十八页，共七十五页，2022年，8月28日 d0,则臂长影响会使轴的挠度和转角增加，从而降低了临界转速。 d0,则臂长影响会使轴的挠度和转角减小，从而增加了临界转速。 弹性支座的影响： 弹性支座影响 弹性支座的影响 弹性支承外伸转子 轴系简图 凹式转鼓 第三十九页，共七十五页，2022年，8月28日 弹性支座影响 1点作用单位力，仅弹支变形在1点产生的挠度。 1点作用单位力，仅弹支变形在1点产生的转角。 1点作用单位力矩，仅弹支变形在1点产生的挠度。 1点作用单位力矩，仅弹支变形在1点产生的转角。 弹性支承轴系总的影响系数为轴的影响系数和弹性支承影响系数二者之和。 第四十页，共七十五页，2022年，8月28日 弹性支座影响 碟式分离机挠性支承结构 第四十一页，共七十五页，2022年，8月28日 弹性支座影响 第四十二页，共七十五页，2022年，8月28日 考虑多种影响因数时临界转速的计算 综合因素影响 考虑回转力矩，外伸，弹支影响 第四十三页，共七十五页，2022年，8月28日 综合因素影响 第四十四页，共七十五页，2022年，8月28日 其他因素影响 其他一些影响因数 至此，已分析了对临界转速影响的多种因素 ，总体有：m ,K（轴径、材料、轴跨、轴承位置等），回转力矩（宽、窄转子），臂长，弹性支座。 此外，如轴承类型（单列滾珠轴承视为铰支 宽轴承视为固支，短滑动轴承视为铰支等）,阻尼的影响,油膜的影响等. 特别是油膜的影响,滑动轴承靠油膜力支承轴系,因此,不为刚性