深入浅出API转子动力学-第一讲API684规范

深入浅出API转子动力学规范第一讲：API684通用规范北京透博科技发展有限公司北京透博科技－转子动力学计算专家关于本课程的目的越来越多的旋转机械用户要求转子动力学分析满足API要求转子动力学分析的过程和报告需要规范北京透博科技－转子动力学计算专家API转子动力学标准API684标准规定了通用的转子动力学分析标准要求其它API标准API610：泵API612：汽轮机/燃气轮机API618：压缩机/膨胀机API617：离心压缩机本教程主要解释API684转子动力学通用标准北京透博科技－转子动力学计算专家本讲主要知识点弯曲振动分析名词解释建模阻尼不平衡响应分析结果和验收标准链式系统扭转振动分析要求建模要点结果和验收标准齿轮建模北京透博科技－转子动力学计算专家第一部分：弯曲振动分析名词解释和转子动力学模型初步API转子动力学分析具体要求北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释放大因子AF放大因子描述了一个轴承转子系统在临界转速是振动对不平衡量的敏感性。当AF10:表明系统运行在临界转速时会非常危险，很可能导致轴承，密封等发生碰摩，需要避免过临界及工作转速保持足够的隔离裕度A.F.=Nc/(N2-N1)北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：波德图BodePlot波德图BodePlot转子系统同步响应幅值和相位Vs转速可以用来确定临界转速位置RotordynamicResponsePlot00.00050.0010.00150.0020.00250.0030.0035020004000600080001000012000RotorSpeed,rpmResponse,mmp-p-720-630-540-450-360-270-180-90090180270360MajorAmpHorzAmpVertAmpHorzPhsVertPhsSampleTurbineRotor,inSIUnitsOn5padBearingsSta.No.37:5inchBearing北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：坎贝尔图CampbellDiagram涡动频率Vs转速可以清楚地提示系统的工作转速是否会与涡动频率太近导致振动过大RotordynamicDampedNaturalFrequencyMap05000100001500020000250000200040006000800010000RotorSpeed,rpmNaturalFrequencycpmSampleTurbineRotor,inSIUnitsOn5padBearings北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：临界转速CriticalSpeedAPI6842.8.1.3:AF2.5的不平衡响应峰值对应的工作转速关键临界转速：在转子动力学分析中需要特别注意的临界转速比工作转速低的临界转速在工作转速范围的临界转速比最大工作转速高的第一个临界转速激励转速整数倍的临界转速（如电机转速整数倍的临界转速）其它潜在可能被激发的临界转速北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：无阻尼临界转速Vs支撑刚度图通常至少包括三个固有频率，这个图不是用来确定机器临界转速，因为没有考虑阻尼，密封等其它因素在方案阶段用来确定轴承刚度选择UndampedCriticalSpeedMapKxxKyy1001000100001000001000000.10000000.100000000.1000000000.BearingStiffness,N/mCriticalSpeed,cpmSampleTurbineRotor,inSIUnitsOn5padBearings北京透博科技－转子动力学计算专家无阻尼临界转速Vs支撑刚度刚性转子和柔性转子北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：阻尼不平衡响应分析Dampedunbalanceresponseanalysis阻尼不平衡响应分析需要包括所有轴承，阻尼及其它支撑结构影响（如密封，轴承座等）阻尼不平衡响应的结果一般表达成波德图的形式阻尼不平衡响应分析确定系统的临界转速RotordynamicResponsePlot00.00050.0010.00150.0020.00250.0030.0035020004000600080001000012000RotorSpeed,rpmResponse,mmp-p-720-630-540-450-360-270-180-90090180270360MajorAmpHorzAmpVertAmpHorzPhsVertPhsSampleTurbineRotor,inSIUnitsOn5padBearingsSta.No.37:5inchBearing北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：对数衰减率LogDec对数衰减率是表达系统稳定性的一个重要指标，当对数衰减率大于零，系统稳定，当对数衰减率小于零，系统不稳定北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：稳定和不稳定稳定和不稳定北京透博科技－转子动力学计算专家名词解释：陀螺效应，刚度，交叉刚度，阻尼陀螺效应Gyroscopics跟转速相关导致系统的涡动频率随着转速发生变化刚度交叉刚度：交叉刚度会降低系统的稳定性阻尼0K-MxxGx北京透博科技－转子动力学计算专家第一个API例子转子模型65-400-20002004000200400600800100012001400AxialLocation,mmShaftRadius,mmFirstAPIExample5stationsimplerotorStationLengthODIDDensityElasticModulusShearModulusAddedWeightAddedIpAddedItSpeedFactor#mmmmmmkg/m3N/m2N/m2kgkg-m2kg-m2120020007833.5452.068E+118.273E+100001.0240020007833.5452.068E+118.273E+100001.032004007833.5452.068E+118.273E+100001.044002007833.5452.068E+118.273E+10000152002007833.5452.068E+118.273E+10000161北京透博科技－转子动力学计算专家第一个API例子FirstStnLastStnLevelLengthTotalLevelWeightLevelCGTotalLevelItTotalLevelIpmmkgmmkg-m2kg-m2161400492.196170059.47375.414157Allstations492.196170059.47375.414157Allrotatingstations492.196170059.47375.414157Allnon-rotatingstations000PressControl-F1forheTitle:PerformaPaste/Special/LinkfortheTitleboxwithinXLRotortocreatealinktoyourrotormodel.SpeedKxxKxyKyxKyyCxxCxyCyxCyyrpmN/mN/mN/mN/mN-s/mN-s/mN-s/mN-s/m1000500000000050000000440000440015005000000000500000004400004400200050000000500000004400440025005000000050000000440044003000500000005000000044004400350050000000500000004400440040005000000050000000440044004500500000005000000044004400XLUserKC™SpreadsheetforUserDefinedBearingsUserDefinedbearing北京透博科技－转子动力学计算专家第一API例子：UCSUndampedCriticalSpeedMap1001000100001000001000000.10000000.100000000.1000000000.10000000000.100000000000.BearingStiffness,N/mCriticalSpeed,cpmFirstAPIExample5stationsimplerotor北京透博科技－转子动力学计算专家第一个API例子：坎贝尔图RotordynamicDampedNaturalFrequencyMap010002000300040005000600070000100020003000400050006000RotorSpeed,rpmNaturalFrequencycpmFirstAPIExample5stationsimplerotor北京透博科技－转子动力学计算专家第一个API例子：振型反向进动和正向进动DampedEigenvalueModeShapePlotFirstAPIExample5stationsimplerotorf=4253.9cpmd=.0191zetaN=3200rpmforwardbackwardDampedEigenvalueModeShapePlotFirstAPIExample5stationsimplerotorf=4254.0cpmd=.0191zetaN=3200rpmforwardbackward北京透博科技－转子动力学计算专家第一个API例子：波德图和临界转速波德图，临界转速，放大因子，隔离裕度RotordynamicResponsePlotNc=4500AF=5.4SMa=40.62%SMr=22.6%MaxCOS00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04020004000600080001000012000RotorSpeed,rpmResponse,mmp-p-720-630-540-450-360-270-180-90090180270360MajorAmpHorzAmpVertAmpHorzPhsVertPhsFirstAPIExample5stationsimplerotorSta.No.1:yourtitlehere北京透博科技－转子动力学计算专家第一个API例子：陀螺效应考虑陀螺效应，随着转速增加通常正向和反向进动频率差异加大不考虑RotordynamicDampedNaturalFrequencyMap010002000300040005000600070000100020003000400050006000RotorSpeed,rpmNaturalFrequencycpmFirstAPIExample5stationsimplerotorRotordynamicDampedNaturalFrequencyMap010002000300040005000600070000100020003000400050006000RotorSpeed,rpmNaturalFrequencycpmFirstAPIExample5stationsimplerotor北京透博科技－转子动力学计算专家第一个API例子：阻尼阻尼可以降低临界转速对应的放大因子AFRotordynamicResponsePlotNc=4500AF=1.62SMa=40.62%SMr=0%MaxCOS00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01020004000600080001000012000RotorSpeed,rpmResponse,mmp-p-720-630-540-450-360-