OG#风机有限元分析及现场动平衡研究

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：系数一滞后角动平衡法，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。

目录

文摘

英文文摘

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

2.6 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