刚性转子的刚度与质量比值在多少范围为合理

chunshui2003

刚性转子：工作转速低于第一临界转速时，则在启动和工作时，均不会达到临界转速。其特点转子重量不大，轴的直径较大，轴承间距较小和轴的材料刚性较大，小型或单机汽轮机属于此类。

上面提到其转子重量不大，但刚度较大，我想请教一般   sqrt(k/m)    的比值多少为合理？也就是忽略阻尼时其自振频率为多大？

appleseed05

这个不好一概而论的，要看你转子的工作转速的

chunshui2003

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你好，这个问题我不是很清楚，想向你请教一下。如果是比较高的转速，情况是如何；反之，低的话又如何（比如水电机组转速小于750r/m，而火电机组大于2000r/m，我主要研究的是水电机组）。
希望能给解答一下，谢谢。

appleseed05

chunshui2003 发表于 2011-3-19 10:09

                               
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你好，这个问题我不是很清楚，想向你请教一下。如果是比较高的转速，情况是如 ...

就我所知，其实不单单是转速的问题，还有使用条件的制约。比方说水电火电的汽轮机组一般都不是刚性的，柔性居多，汽轮机在升降速过程中都要过临界的。但是有的转子比方说船用汽轮机，航空涡轮，导弹等这些普遍是刚性的，转速也相对较高。

chunshui2003

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谢谢你的回答。同其他高速旋转机械相比，关于水电机组非线性方面分析的文献实在是太少了。我又查阅了一下相关论文，发现水电机组的转子质量一般都在10^5 kg 这个数量级，而刚度在10^9数量级（也可能不准确，但质量大，刚度大是没有问题的）。对于你说的水电机组不是刚性的我有一些疑问，因为其转速较低，很难超过一阶临界转速。
我对这些概念还是没有理解透彻，能和你讨论很高兴。

hustxyong

根据国标GB/T 15468-2006，水轮发电机组轴系的第一阶临界转速应不小于最大飞逸转速的120%。转子重量的选择依据是转子尺寸大小及机组出力，转子刚度的选取应该使机组第一阶临界转速设计满足国标要求，详细的知识建议参考白延年的“水轮发电机设计”。
据我所知，水电机组并不因为转速低而分析变的简单，其水力荷载的随机性和显著性是水轮发电机组振动分析的重要特点和难点，到现在也没有很好的解决办法

chunshui2003

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非常感谢学长的帮助，经你一提醒发现好多资源就在我身边，但没有好好利用，回头我就看一下白延年的书。
关于水力荷载方面对机组振动的研究，正如学长所言，是个难点。目前我的研究侧重点不在这里，但最终涉及到整体耦联模型时，水力方面的因素将会考虑。希望能够经常同学长交流。