[發(fā)明專利]變速行星齒輪機組的軸系扭轉(zhuǎn)振動分析方法、裝置及設(shè)備

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• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110031215A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡永;楊樹華;肖忠會;孟繼綱
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽透平機械股份有限公司
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/028;G01H1/10
• 代理公司: 北京中強智尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

1.一種變速行星齒輪機組的軸系扭轉(zhuǎn)振動分析方法，其特征在于，包括：

建立變速行星齒輪機組的模型，其中，所述模型包含預設(shè)個數(shù)的節(jié)點，所述節(jié)點對應所述變速行星齒輪機組的軸系扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)連接各部件；

獲取所述變速行星齒輪機組的扭振數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述扭轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，配置所述節(jié)點對應的運轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)；

調(diào)用轉(zhuǎn)子動力學模塊對配置后的所述模型進行軸系扭轉(zhuǎn)振動分析，具體包括：對所述模型的轉(zhuǎn)子軸系進行扭轉(zhuǎn)特征值分析，獲得不同模態(tài)階數(shù)下的軸系扭轉(zhuǎn)自然頻率；對于機械變頻調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)壓縮機寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的校核信息，繪制軸系扭轉(zhuǎn)Campbell圖；參照所述Campbell圖，確定激勵頻率與所述軸系扭轉(zhuǎn)自然頻率是否發(fā)生干涉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述扭轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，配置所述節(jié)點對應的運轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)，具體包括：

對所述節(jié)點配置對應的極轉(zhuǎn)動慣量；及

依據(jù)行星齒輪的齒數(shù)參數(shù)，配置所述節(jié)點相應的速比關(guān)系；

在行星齒輪節(jié)點與太陽輪節(jié)點之間的齒輪嚙合連接時，首先連接的節(jié)點作為速比參考點進行填入扭轉(zhuǎn)剛度，其中，一個所述太陽輪節(jié)點與多個所述行星齒輪節(jié)點進行連接，在節(jié)點與節(jié)點之間的單元內(nèi)輸入扭轉(zhuǎn)剛度；

將泵輪與渦輪之間的節(jié)點對應的扭轉(zhuǎn)剛度設(shè)置為0；

對旋轉(zhuǎn)行星齒節(jié)點對應的扭轉(zhuǎn)剛度設(shè)置為0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的方法，其特征在于，所述調(diào)用轉(zhuǎn)子動力學模塊對配置后的所述模型進行軸系扭轉(zhuǎn)振動分析，具體還包括：

對于液力調(diào)速系統(tǒng)，若太陽輪、行星輪與行星支架的轉(zhuǎn)速諧波與軸系第一階干涉，根據(jù)齒輪速比轉(zhuǎn)速后的壓縮機轉(zhuǎn)速，并結(jié)合變頻系統(tǒng)的各個模態(tài)階數(shù)下扭轉(zhuǎn)自然頻率和整個軸系的各個模態(tài)階數(shù)下扭轉(zhuǎn)自然頻率，判定所述干涉是否為危險模態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

輸出所述Campbell圖和各個模態(tài)階數(shù)下的扭轉(zhuǎn)振型圖。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述建立變速行星齒輪機組的模型之前，所述方法還包括：

獲取所述變速行星齒輪機組對應的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)信息；

所述建立變速行星齒輪機組的模型，具體包括：

參照所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)信息，將變速行星齒輪的連接關(guān)系透過四個齒輪副進行拆分，并對液力變矩器進行斷開處理，形成兩個扭轉(zhuǎn)模型，以此作為標準建立所述變速行星齒輪機組的模型，使得所述模型中包含電機到輸入軸及最終的旋轉(zhuǎn)內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)的節(jié)點，內(nèi)齒圈節(jié)點通過嚙合剛度與旋轉(zhuǎn)行星齒節(jié)點連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述獲取所述變速行星齒輪機組的扭振數(shù)據(jù)，具體包括：

獲取所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)信息中各部件的標識，以及相對應的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量；及

獲取所述變速行星齒輪機組扭轉(zhuǎn)剛度及相應軸段的扭轉(zhuǎn)阻尼比數(shù)據(jù)；及

獲取太陽齒與連接軸之間的膜片聯(lián)軸器的極轉(zhuǎn)動慣量和扭轉(zhuǎn)剛度；及

獲取變速行星齒輪齒輪副參數(shù)，并通過結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲得齒輪嚙合剛度；及

獲取齒輪嚙合處的阻尼數(shù)據(jù)；及

獲取所述變速行星齒輪機組的材料數(shù)據(jù)。

7.一種變速行星齒輪機組的軸系扭轉(zhuǎn)振動分析裝置，其特征在于，包括：

建立模塊，用于建立變速行星齒輪機組的模型，其中，所述模型包含預設(shè)個數(shù)的節(jié)點，所述節(jié)點對應所述變速行星齒輪機組的軸系扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)連接各部件；

獲取模塊，用于獲取所述變速行星齒輪機組的扭振數(shù)據(jù)；

配置模塊，用于根據(jù)所述扭轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，配置所述節(jié)點對應的運轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)；

分析模塊，用于調(diào)用轉(zhuǎn)子動力學模塊對配置后的所述模型進行軸系扭轉(zhuǎn)振動分析，具體包括：對所述模型的轉(zhuǎn)子軸系進行扭轉(zhuǎn)特征值分析，獲得不同模態(tài)階數(shù)下的軸系扭轉(zhuǎn)自然頻率；對于機械變頻調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)壓縮機寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的校核信息，繪制軸系扭轉(zhuǎn)Campbell圖；參照所述Campbell圖，確定激勵頻率與所述軸系扭轉(zhuǎn)自然頻率是否發(fā)生干涉。