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OG#风机有限元分析及现场动平衡研究

作　者: 赵西松
导　师: 林文强
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: OG#风机 刚性转子 转子动力学 有限元 现场动平衡
分类号: TF321.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 51次
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内容摘要


针对炼钢厂OG#风机转子运行安全性要求高与现场动平衡调试困难的问题,本文通过理论分析与实验研究相结合,考虑风机的实际工作条件,对风机整体以及部分进行了有限元分析；对此类转子做动平衡难的问题,研究出适合此类转子的快速动平衡方法,进一步完善了转子动平衡理论。论文的主要内容包括：1.针对现场风机模型及工作条件,对风机整体进行有限元分析。从风机三维建模、网格划分、结合部处理、参数选择、载荷和约束的施加、结果分析等方面详细阐述了风机有限元分析过程。通过分析得到风机整体在工作转速运行下的应力大小、风机转子系统的前十阶频率和振型；另外,对叶轮和轴瓦的在工作时的受力情况也进行了强度分析。2.根据现场动平衡要求,全面剖析转子故障形式以及转子动平衡的特点、本质,在实验研究过程中,从传感器的选择、测量仪器的性能参数、测试方案和调试过程等方面,设计了一套故障诊断试验台与动平衡实验台。对不平衡故障信号时域和频域特征做了分析,得到判定转子不平衡的依据,为成功的现场动平衡调试做了充足的准备。3.通过理论分析和实验数据处理,对转子动平衡误差做了深入的探讨,将试重对动平衡的影响关系、相同初始条件不同试重质量方法、不同初始条件相同试重质量方法三种情况做纵向和横向对比,得到试重质量和相位与动平衡精度的关系,得到最优的试重方法和过程。最后通过实验总结,得到适合此类转子的快速平衡的方法：系数—滞后角动平衡法,为现场平衡成功做了充分的准备工作,大大节约了现场做动平衡的时间。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 转子动力学及动平衡研究现状  10-13
  1.3 课题研究的背景和意义  13-15
  1.4 论文的主要工作及研究内容  15-16
  1.5 小结  16-17
第2章 风机有限元分析  17-41
  2.1 前言  17-18
  2.2 软件实现  18-19
  2.3 风机受力分析  19-26
    2.3.1 结构有限元分析原理  19-21
    2.3.2 模型的建立  21-22
    2.3.3 确定材料参数及网格划分  22-24
    2.3.4 结合部处理  24-25
    2.3.5 施加载荷及约束  25-26
    2.3.6 计算求解与结果分析  26
  2.4 转子系统的动力学分析  26-32
    2.4.1 动力学分析理论  27-29
    2.4.2 风机模态分析  29-32
  2.5 叶轮与轴瓦强度的有限元分析  32-40
    2.5.1 叶轮强度的有限元分析  32-33
    2.5.2 轴瓦强度的有限元分析  33-40
      2.5.2.1 滑动轴承的承载机理  34-37
      2.5.2.2 轴瓦有限元分析  37-40
  2.6 本章小结  40-41
第3章 风机转子动平衡实验设计  41-60
  3.1 转子故障形式及特征  41-44
  3.2 转子的平衡理论  44-48
    3.2.1 转子的类型分类  44
    3.2.2 转子动平衡理论  44-46
    3.2.3 转子现场平衡概述  46-47
    3.2.4 转子的平衡品质的评定  47-48
  3.3 转子振动状态检测的基本参数  48-49
  3.4 转子不平衡故障实验研究  49-55
    3.4.1 故障实验台系统  49-52
    3.4.2 测试方案与结果分析  52-55
  3.5 动平衡实验方案设计  55-59
    3.5.1 转子动平衡实验台系统  55-57
    3.5.2 实验方法  57-59
  3.6 本章小结  59-60
第4章 动平衡误差分析与数据处理  60-71
  4.1 平衡误差的来源  60
  4.2 试重误差与校正误差的关系  60-61
  4.3 试重误差分析  61-63
    4.3.1 试重质量误差  61-62
    4.3.2 试重角度误差  62-63
  4.4 试重研究实验数据处理  63-67
  4.5 不同校准平面平衡关系  67-69
  4.6 快速动平衡方法研究  69-70
  4.7 本章小结  70-71
第5章 现场动平衡调试  71-76
  5.1 现场动平衡失败经验  71-72
  5.2 系数—滞后角平衡法步骤  72-73
  5.3 现场动动平衡调试  73-76
第6章 全文结论与展望  76-78
  6.1 论文总结  76
  6.2 研究展望  76-78
参考文献  78-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金机械、冶金生产自动化 > 炼铁机械与生产自动化 > 炼铁机械 > 鼓风设备及管道系统闸阀
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