化工机械学科交流会报告_李怀民.pptVIP

适用范围： 广泛应用于化工、石油、食品、制药、环保等领域，特别是城市污水的处理 * 大型化，高参数，机电一体化 当碰到问题时，一般都采用传统单转子的防振方法，以及振动特性研究方法，例如动平衡中的二倍频问题，造成很难平衡 * * 化工机械研究生校际学术交流会 卧螺离心机双转子结构振动特性研究 报告人： 李怀民 导师： 谭蔚 教授 * 背景介绍 卧螺振动特性试验研究 卧螺振动特性数值模拟研究 整机轴承座振动测试 振动特征分析 高速动平衡 双转子临界转速 临界转速影响因素 结论 优点： 自动连续操作，能长期运行；分离因数高，单机生产能力大；密闭操作，可以加压、低温下操作 背景介绍 缺点： 对固相沉渣洗涤效果不好；转速高，转动件加工精度要求高，结构复杂，制造成本高 卧螺离心机发展趋势： 转鼓直径增大、较大的长径比、转速提高 卧螺离心机的振动问题凸显 卧螺双转子结构、螺旋非对称转子 针对LW620机型的试验以及模拟研究 表 LW620卧螺离心机部分参数 背景介绍 背景介绍 卧螺振动特性试验研究 卧螺振动特性数值模拟研究 整机轴承座振动测试 振动特征分析 高速动平衡 双转子临界转速 临界转速影响因素 结论 LW620离心机振动试验研究 试验流程图： 传感器： 加速度传感器、光电传感器 测试系统：DH5922动态信号测试分析系统 转鼓转速范围： 300~2700r/min， 转速差计算公式： 测点分布： 大端轴承座测点 小端轴承座测点 整机轴承座振动测试 振动烈度随转速的变化关系图 结论： 整机轴承座振动测试 1800r/min为振动峰 值，2500r/min振动开始 快速增加 轴向振动明显 2700r/min轴承座中心轨迹 2700r/min幅值谱 特点： 不明显的香蕉型 特点： 一倍频为主 整机轴承座振动测试 2700r/min接近临界转速 1800r/min幅值谱 1800r/min轴承座中心轨迹 特点： 二倍频明显 特点： 8字形和香蕉型 整机轴承座振动测试 1800r/min对应系统的某一共振点，该共振点处幅值谱以二倍频为主，二倍频激振引起共振是系统的特征之一，即： 问题： 1. 60Hz对应系统哪一部分的固有频率？ 2.二倍频激振如何产生？ 振动特征分析 单转鼓的振动 敲击单螺旋 单螺旋的振动 3000r/min未出现振动峰值 1500r/min振动剧烈 固有频率54Hz 振动特征分析 60Hz对应螺旋支撑系统的固有频率 确定不对中的影响： 转速同步 拆掉副机 调整皮带对中 单螺旋 高速动平衡仪上测单螺旋 结论： 轴向振动、二倍频依然 明显，可以排除不对中 问题 振动特征分析 微速差双转子振动特点：拍振 问题： 1. 如何在拍振中分离出转鼓和螺旋的振动？ 矢量瓦特机光点轨迹识别法 外接信号补偿法 滤波法 不解拍整机动平衡法 2. 如何对转鼓和螺旋加重？ 只能对转鼓加重 整机现场高速动平衡 表 动平衡影响系数矩阵 整机高速动平衡无效 整机现场高速动平衡 高速动平衡机上对单螺旋平衡 一定转速后无效 高速动平衡机 背景介绍 卧螺振动特性试验研究 卧螺振动特性数值模拟研究 整机轴承座振动测试 振动特征分析 高速动平衡 双转子临界转速 临界转速影响因素 结论 几何模型建立： Solidworks 2009 有限元模拟计算：ANSYS Workbench 14.5 几何模型剖面 双转子临界转速计算 材料属性 单元类型：solid186、solid187 网格划分方式： 转鼓：扫掠 螺旋：螺旋叶片扫掠，筒体尺寸控制 整个模型网格总数大约为5万 双转子临界转速计算 转鼓网格划分 螺旋网格划分 双转子临界转速计算 约束： 轴承：通过APDL命令流添加Combi214单元，，轴承刚度计算公式： 圆柱滚子轴承径向刚度： 深沟球轴承径向刚度： 载荷：考虑柯氏效应，对转鼓和螺旋施加转速载荷 双转子临界转速计算 不考虑材料阻尼，求解方法为QR阻尼法，求解得到不同转速下的涡动频率如下表 坎贝尔图 一阶正向涡动临界转速约为4068r/min 双转子临界转速计算 变转速差（变化范围0.5~3rad/s）： 临界转速影响因素 转速差对临界转速 基本没有影响 分析的内容： 通过模态分析，确定转速差、轴承刚度、转子壁厚、转子支撑位置、结构形式对临界转速的影响 大端主轴承 小端主轴承 大端中间轴承 小端中间轴承 改变小端主轴承效果最明显 临界转速影响因素 同时改变壁厚