张盼盼, 宋 文, 史小锋, 伊 寅

转子各参数对鱼雷涡轮机启动过程响应特性的影响

张盼盼, 宋 文, 史小锋, 伊 寅

(中国船舶集团有限公司第705研究所, 陕西 西安, 710077)

为了研究转子各参数对启动过程响应特性的影响, 建立了鱼雷涡轮机转子系统简化单盘悬臂转子模型, 并利用Riccati传递矩阵法推导出该模型的瞬态运动微分方程, 引入Newmark-法对其进行求解, 完成启动过程响应分析, 重点讨论了角加速度、阻尼系数等参数对转子启动过程响应的影响规律, 得出角加速度增大, 共振幅值减小, 共振转速略有增大; 阻尼系数增大, 共振幅值减小, 共振转速略有减小。分析结果对转子瞬态动平衡的研究和弹性环的合理设计有一定的参考价值。

鱼雷; 涡轮机; 转子; 启动过程响应; Riccati传递矩阵法; Newmark-法

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为了满足鱼雷高航速、远航程的发展需求, 燃气涡轮机成为热动力鱼雷推进系统的发动机首选方案, 其功率潜力较大, 振动和噪音较小, 结构简单且便于加工。现代涡轮机的工作转速越来越高, 由于不平衡质量的存在, 转子在启动、加速、停机等响应过程中穿过临界转速区可能产生较大的振动[1], 因此应准确分析转子系统加速的响应特性, 并力求减小加速过程中通过临界转速时的最大响应幅值。研究表明, 减小转子系统的支承刚度来减小临界转速, 通过增大转子系统阻尼系数来减小共振幅值, 这些措施均可以降低转子系统穿过临界转速区域的振幅及外传力[2-3], 还可以提高启动角加速度, 使得转子在产生大幅值响应之前就能穿过共振区域, 这也是降低共振幅值的有效途径之一[4-5]。……