OG#风机有限元分析及现场动平衡研究

论文摘要

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。

论文目录

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