Общий подход к моделированию бесконтактных уплотнений и их влияние на динамику ротора центробежной машины

Аннотация

Потребности в повышении параметров оборудования, таких как давление уплотняемой среды и скорость вращения вала, постоянно растут. Однако с ростом параметров становится все труднее обеспечить эффективность герметизации. Кроме того, уплотнительные системы влияют на общую безопасность эксплуатации оборудования, особенно вибрационную. Бесконтактные уплотнения рассматриваются как гидростатодинамические опоры, способные эффективно гасить колебания ротора. Для оценки влияния этих уплотнительных систем на колебательные характеристики ротора исследуются модели импульсного и щелевого уплотнений, модели систем ротор-уплотнения и ротор-авторазгрузка, модель безвального насоса. Получены аналитические зависимости для расчета динамических характеристик импульсных уплотнений, гидромеханических систем ротор-уплотнение и ротор-авторазгрузка, а также безвальных насосов. Эти зависимости описывают радиально-угловые колебания ротора центробежной машины в уплотнениях-опорах. Приведены уравнения для расчета амплитудно-частотных характеристик. Определены направления повышения эксплуатационной безопасности ответственного насосного оборудования за счет целенаправленного повышения жесткости бесконтактных уплотнений, что приводит к повышению виброустойчивости ротора.