[发明专利]一种离心泵轴系临界转速计算方法在审

申请号：	202310022922.1	申请日：	2023-01-08
公开（公告）号：	CN116050213A	公开（公告）日：	2023-05-02
发明（设计）人：	曹蕾;胡京招;祝志远;伍立说;夏铖	申请（专利权）人：	中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司
主分类号：	G06F30/23	分类号：	G06F30/23;G06F119/14
代理公司：	上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙) 31290	代理人：	范艳静
地址：	200092 上海市***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种离心泵临界转速计算方法
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【说明书】：

本发明公开了一种离心泵轴系临界转速计算方法，包括径向滚子轴承与推力滚子轴承刚度系数曲线的有限元计算、考虑不同轴承刚度系数的离心泵轴系预应力模态分析及临界转速计算。该方法对约束条件的设置贴合实际情况，能够实现离心泵轴系临界转速的准确计算，有助于提升设计阶段离心泵轴系安全校核的可靠性，同时，该计算步骤简明，工程应用范围广。

技术领域

本发明涉及旋转机械领域，涉及一种离心泵轴系临界转速计算方法，具体为一种考虑滚动轴承刚度系数变化的离心泵轴系临界转速的计算方法。

背景技术

离心泵作为一种通用机械，广泛应用于水利、电力、建筑、矿山、海洋等行业，在流体介质的输送、增压中起着关键作用。在装备大型化发展趋势下，相关工程对大型离心泵机组运行稳定性、安全性的要求日益增加，尤其体现在轴系的振动特性方面。临界转速的准确预测是转子稳定运行的必要条件，为防止共振破坏的发生，有必要在设计阶段提出离心泵轴系临界转速的科学计算方法。

离心泵轴系通常包括泵轴、叶轮以及其他随轴转动部件，泵轴通常由两台径向滚子轴承与一台轴向滚子轴承支撑、固定。在传统的离心泵轴系临界转速计算方法中，通常将轴承视为刚性支撑，或仅根据个人经验将轴承设置为具有一定刚度系数的弹性支撑。传统的刚性支撑假设不适用于大型轴系中的轴承，现有轴承刚度系数经验值不适用于不同尺度的离心泵机组。考虑不同滚动轴承刚度系数变化的离心泵轴系临界转速计算方法，在目前国内外公开的文献中均未报道。

因此，有必要提出一种考虑滚动轴承刚度系数计算的离心泵轴系临界转速科学计算方法，提升设计阶段轴系临界转速预测精度，防止发生共振破坏，保障机组安全稳定运行。

发明内容

为解决上述技术缺陷，提供了一种考虑滚动轴承刚度系数变化的离心泵轴系临界转速计算方法，该方法涉及径向滚子轴承与推力滚子轴承的刚度系数曲线的有限元计算、考虑不同轴承刚度系数的离心泵轴系预应力模态分析及临界转速计算。该方法对约束条件的设置贴合实际情况，能够实现离心泵轴系临界转速的准确计算，有助于提升设计阶段离心泵轴系安全校核的可靠性，同时，该计算步骤简明，工程应用范围广。

技术方案

一种离心泵轴系临界转速计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1:滚动轴承刚度系数计算。

具体地，

S1.1：径向滚子轴承刚度系数计算。

S1.1.1：建立径向滚子轴承三维有限元模型；

S1.1.2：采用静力分析方法，在支撑面上施加径向支撑力F_r，计算得到支撑面平均变形量δ_r；

S1.1.3：根据公式(1)计算刚度系数k_r，

S1.1.4：分别施加不同的径向支撑力，计算得到一系列刚度系数，形成径向滚子轴承刚度系数随径向支撑力的变化曲线，提供给S4。

S1.2：推力滚子轴承刚度系数计算。

S1.2.1：建立推力滚子轴承三维有限元模型；

S1.2.2：采用静力分析方法，在支撑面上施加轴向支撑力F_a，计算得到支撑面平均变形量δ_a；