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排風(fēng)扇葉輪的模態(tài)分析

2024-01-17
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  在每臺旋轉(zhuǎn)機器的運行過程中,葉輪動態(tài)負載引起振動,鑒于機械和設(shè)備功率的不斷增加,可能產(chǎn)生的動態(tài)效應(yīng)的強度也隨之增大,影響其使用壽命和可靠性,針對不可能完全消除振動的情況,對每種設(shè)備規(guī)定了保證長期無故障運行的允許振動參數(shù),振動的原因和發(fā)展是不同的,在某些情況下,原因是外部負載在操作開始時的短時間內(nèi)起作用,在其他情況下,負載可以在機器的整個操作過程中起作用,機械振動的原因和后果在實踐中處理得比較頻繁。

  在鋼廠,安裝了用于煉鋼過程中爐內(nèi)燃燒氣體排放的工藝設(shè)備,該設(shè)備由兩個相對放置的相同徑向風(fēng)扇組成,其中一個在長期內(nèi)表現(xiàn)出較高的振動水平,這種過度振動終導(dǎo)致混凝土基礎(chǔ)中的裂紋萌生和軸的自由側(cè)的軸承箱損壞,由于操作人員擔(dān)心設(shè)備可能受到嚴重損壞,因此對風(fēng)機進行了振動和模態(tài)分析。

  風(fēng)機由葉輪和軸組成,軸兩端由兩個雙列筒形軸承支撐,葉輪和軸通過中心輪盤上的24個螺栓相互連接,給出了軸和葉輪的基本尺寸,風(fēng)扇由電機驅(qū)動,功率為1500千瓦,轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘,在煉鋼過程中,風(fēng)機以400至1000轉(zhuǎn)/分的間隔運行,對應(yīng)于6.67÷16.67赫茲的旋轉(zhuǎn)頻率范圍,轉(zhuǎn)速可以通過改變輸入電壓的頻率來調(diào)節(jié),電機與軸的連接由扇形彈簧離合器保證。

  首先,需要對風(fēng)機運行過程中的動態(tài)特性進行估計,為此,我們進行了測量,主要目的是確定在不同的旋轉(zhuǎn)頻率值的振動水平。

  在每臺旋轉(zhuǎn)機器的運行過程中,葉輪動態(tài)負載引起振動,鑒于機械和設(shè)備功率的不斷增加,可能產(chǎn)生的動態(tài)效應(yīng)的強度也隨之增大,影響其使用壽命和可靠性,針對不可能完全消除振動的情況,對每種設(shè)備規(guī)定了保證長期無故障運行的允許振動參數(shù),振動的原因和發(fā)展是不同的,在某些情況下,原因是外部負載在操作開始時的短時間內(nèi)起作用,在其他情況下,負載可以在機器的整個操作過程中起作用,機械振動的原因和后果在實踐中處理得比較頻繁。


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