单级高速离心压缩机转子动力学分析

摘要

为验证额定转速23 000 r/min的单级高速离心压缩机转子系统的平稳安全运转性能，以该压缩机为研究对象，应用DyRoBes软件，基于传递矩阵法开展转子动力学分析。采用集中质量法建模，将轴承、密封等纳入转子系统，完成转子横向振动与耦合分析，包括临界转速、稳态不平衡响应、转子稳定性、耦合振动不平衡响应分析；扭转分析包括扭转固有频率与振型、稳态响应、扭振同步响应分析。转子系统一阶至四阶临界转速分别为29 990、34 250、48 796、81 110 r/min,额定转速远离各阶临界转速；工作转速下稳态不平衡响应峰值为0.5μm,处于允许范围；一阶扭转临界转速13 091 r/min(启动时需避开该转速附近),二阶扭转临界转速76 327 r/min,远超额定转速；三阶、四阶临界转速下转轴弯曲应变能占比超25%,但因额定转速远低于三阶临界转速，不影响系统稳定性。该单级高速离心压缩机转子系统在现有设计参数下，可实现平稳安全运转，满足设计使用要求。

关键词

单级高速离心压缩机 / 转子动力学 / 临界转速 / 稳态不平衡响应 / 扭转振动