Rotor Dynamic Analysis of the High Speed Centrifugal Chiller

고속회전용 터보냉동기의 회전체 동역학 해석

A rotor dynamic analysis is implemented to confirm the vibration stability of the high speed centrifugal chiller coupled with gear system. As the rotating speed of the centrifugal chiller under investigated is increased up to 17,605 rpm at the pinion rotating part, the bearing instability is getting higher and, furthermore, the rotor-bearing system might experience a few critical speed which lead to system failure due to the excessive vibration. In this study, considering the loading capacity and stability conditions, offset journal bearings are adopted for the pinion rotating system and general cylindrical bearing are used for motor part. From the modal analysis, the system is found to be stable as the synchronous rotating frequency does not come across with any whirl natural frequency and, in addition, the critical damping ratio which shows the damping characteristics of the system are positive over the all operating ranges. From these results the authors confirm the vibration stability of the rotor-bearing system suggested in this study.

증속기어장치를 이용한 고속회전 터보냉동기 시스템에 대한 회전체 동역학 설계 및 해석을 수행하였다. 특히 피동축의 회전수가 17,605 rpm가지 상승하여 회전체 안정성에 문제가 될 것으로 예측하여 특수베어링의 일종인 Offset베어링을 적용하였고, 구동축의 베어링은 단순베어링인 진원형 베어링을 적용하였다. 모드해석결과 회전체 시스템의 고유진동수가 어떠한 가진성분과 교차하지 않는 것이 확인 되었고, 전 운전영역에 걸쳐 감쇠값이 양의 값을 갖는 것을 알 수 있었으며 설계된 회전체 시스템이 정격운전 상태에서 충분한 안정성을 갖고 작동할 수 있음을 확인하였다.