煤矿通风机转子轴修复方法及有限元分析

煤矿用瓦斯通风机是煤矿井下安全生产的重要设备,由于高速旋转,通风机转子轴容易出现磨损和轴承内圈粘着现象,从而使通风机整体失效。从经济角度出发,为提高通风机的利用率,对转子轴进行修磨后加工轴套代替原有结构。为研究转子主轴修薄后轴径对转子轴整体强度的影响,利用有限元建模软件Design Model对主轴进行三维参数化建模,在Workbench中对模型进行有限元静力分析,得到转子轴的应力与变形分布;同时分析了不同转子轴径对强度的影响,分析结果为确定转子轴的修磨量与轴套的厚度提供了理论依据。     

基于I-deas的刚性转子失衡量模拟分析

在NX I-deas 5软件平台上建立转子系统简化的三维实体模型和有限元模型,变量化分析模态,优化该转子有限元模型的等效支承参数,通过施加不平衡量,对失衡转子系统有限元模型进行动响应、时域瞬态分析,滤波后得到测点基频响应振型,求解影响系数法矩阵方程,据此失衡量大小,即可对实验台转子进行动平衡。     

通风机转子过盈装配松脱转速有限元分析

本文以某型通风机为研究对象,使用Ansys有限元软件分别计算了采用不同过盈配合规格时某风机转子的松脱转速,并根据第四强度理论校核了应力。通过对比分析,得到了适合该风机转子的过盈配合规格。不仅为通风机转子松脱转速分析提供了新方法,还为过盈配合规格的选择提供了理论依据。     

空压机转子系统碰摩故障仿真分析

首先,以有限元和转子动力学相关理论为基础建立了大型空压机转轴的有限元动力学模型,对转子系统进行了固有频率的求解,并与ANSYS求解结果比较,验证了模型的正确性;其次,对转子系统进行了临界转速的求解,说明系统运行时未处于共振区;最后,对转子系统碰摩故障进行了分析,说明碰摩对转子系统有较大的非线性影响。     

通风机轴流式转子轮毂静力学分析及优化措施

轴流式通风机由于其结构紧凑、流量和压头适中而成为目前矿用主通风机主要选用的机型。为进一步探究通风机节能降耗的优化路径,该文以轴流式通风机转子和轮毂作为研究对象,重点分析转子和轮毂部位的静力学特征及可行性节能路径。通过有限元分析和数值计算后,确定转子和轮毂的中空区域可进行优化,并采用多孔材料焊接的方法进行优化。结果显示,优化后转子和轮毂中空区域的能耗显著降低,这表明此次优化达到了技术要求。     

ANSYS在永磁电机转子强度接触有限元分析中的应用

扼要地介绍了ANSYS有限元软件求解接触问题时涉及到的基本概念和原理,介绍了接触有限元分析的具体步骤.应用大型有限元分析软件ANSYS,考虑永磁电机转子中永磁体和转子铁心的接触非线性状态,对永磁电机转子进行了三维有限元分析,得出了永磁电机转子的应力分布情况.整个分析求解过程也为类似的接触有限元分析提供了参考.     

干气密封高转速试验台转子固有频率的计算及分析

为了避免所设计的干气密封高转速试验台转子在高转速运行过程中发生共振现象,应用传递矩阵法计算其固有频率,得到该转子系统在干气密封动静环质量为33.78 kg时,其固有频率为14 044.586 r/min。并用有限元方法分析该转子系统在其固有频率附近运行时的模态,得到四阶模态下的振型图。对比分析两种方法所求解的结果可知,虽然传递矩阵法和有限元方法简化的模型不相同,但结果都表明该转子系统所设计的转速能够满足要求,说明干气密封高转速试验台转子设计的合理性。     

PC6106通风机转子的动平衡技术研究

介绍了通风机转子的平衡技术,结合PC-6106通风机转子的实际情况,提出了平衡方案,按照方案1将支撑位改在临近的非轴承位进行不平衡校准,取得了良好的效果.该方案也可为类似风机转子的平衡所借鉴.     

双转子系统内转子不同心频谱特性分析

采用Timoshenko梁建立双转子系统的有限元模型,再根据三弯矩方程计算内转子不同心引起的附加轴承载荷,将轴承载荷引入双转子动力学方程,最终建立内转子不同心的双转子系统动力学模型.采用Newmark-β法求解系统动力学方程,分析不同心对转子系统振动频谱的影响.搭建了双转子试验台对仿真结果进行验证.研究表明:内转子轴承...     

基于有限元的风力发电机转子系统动特性分析

针对异步风力发电机转子及端部风扇进行了建模和动特性有限元分析计算.首先对风力发电机转子的运动方程进行了描述,说明了转子临界转速的理论定义.进而分别对转子和转子端部风扇建立了有限元模型,并采用分块兰索斯法对转子和风扇的前四阶固有频率和振型进行了求解,最后针对求解结果进行了分析,指出了误差决定因素.所述方法和所得结果对于风电运行人员具有参考价值.     

时频分析在质量慢变碰摩转子系统中的应用

针对实际生产中某些转子系统工作时质量不断变化情况,建立了碰摩故障质量慢变转子系统模型.对局部碰摩的情况进行了理论分析和实验研究.利用小波时频等高图来诊断质量慢变转子系统碰摩故障,取得了比较好的效果.同时还发现,无论是无故障转子系统还是碰摩故障转子系统,随着慢变质量的波动,系统响应的一倍频会产生波动.     

轴向柱塞泵-电机组转子系统临界转速及不平衡响应分析

临界转速及不平衡响应分析是采用转子动力学研究转子系统动态特性的基础。以斜盘式轴向柱塞泵-电机组转子系统为研究对象,通过Riccati传递矩阵法、Prohl传递矩阵法和有限元法分别对转子系统进行了临界转速的计算,结果表明电机轴及联轴器的存在降低了轴向柱塞泵-电机组转子系统的临界转速,并证明了Riccati传递矩阵法在计算大型转子系统的优势;此外,通过模拟流量脉动及侧向径向压力引起的转子不平衡状态,得到转子系统的不平衡响应特性,结果可表明,流量脉动及侧向径向压力主要激发了转子系统的二阶固有频率,其不平衡响应最剧烈处位于转子系统两端。     

遗传算法在转子-轴承系统参数识别中的应用

介绍在外电磁激励力作用下的转子不平衡参数识别方程，并引入遗传算法来解决参数识别问题，从理论上分析利用遗传算法的必要性。结合参数识别方程，详细论述遗传算法具体应用内容，并改进遗传算子。通过求解病态参数识别方程的算例，验证遗传算法的优越性。     

Model-based identification of two cracks in a rotor system

The dynamics and diagnostics of cracked rotor have been gaining importance in recent years. Relatively few authors have addressed the problem of multi crack assessment for rotors. In the present study a model-based method is proposed for the on-line identification of two cracks in a rotor. The fault-induced change of the rotor system is taken into account by equivalent loads in the mathematical model. The equivalent loads are virtual forces and moments acting on the linear undamaged system to generate a dynamic behaviour identical to the measured one of the damaged system. The rotor has been modelled using finite element method, while the cracks are considered through local flexibility changes. The cracks have been identified for their depths and locations on the shaft. The nature and symptoms of the fault, that is crack, are ascertained using the FFT.     

适合变速转子的不平衡质径积搜索电磁轴承振动抑制

转子不可避免地存在质量不平衡是转子运行产生同步振动的主要原因。一种适合在变速条件的电磁轴承转子不平衡控制方法被提出。该方法能够自适应地搜索转子不平衡质径积的大小和方位,并以此为依据产生控制信号,抑制转子振动,强迫转子绕其几何中心旋转,提高转子的旋转精度。不平衡质径积是转子的固有特性,与转速无关。与基于不平衡力的控制方法相比较,在跟踪变速引起的不平衡力剧烈变化时,基于不平衡质径积的控制方法不需要频繁更新控制参数,只需要为克服系统非线性而调整控制参数。同时,该方法能根据振动抑制误差调节搜索步长,调和了搜索速度和控制精度的矛盾。试验表明,所述方法能够有效抑制转子的不平衡振动,并且在变转速条件下,大幅降低控制器的计算负荷,提高在快速变速、转子过临界等转子振动随转速变化较快应用场合的控制性能。     

Detection of rubbing location in rotor system by super-harmonic responses

A detection strategy for the rubbing locations in a rotor system based on the super-harmonic responses is developed. Firstly, the dynamics of the rotor system with rubbing fault is investigated based on the theory of nonlinear output frequency response function. Then, the relationship between the super-harmonic components of the vibrations of fault rotor system and the receptance matrix of the fault-free rotor system is established. The detection method is then set up for rubbing location along the rotor. With this approach, the rubbing location can be determined by using super-harmonic responses measured at only two nodes under one case of operating speed. Finally, numerical simulations and experimental observations are carried out to verify the efficiency of the proposed detection method for rubbing location in a rotor system.     

电控旋翼桨距自校正控制仿真研究

针对电控旋翼的桨距控制问题,采用基于极点配置法的自校正控制方法进行仿真研究。以某电控旋翼试验系统为研究对象,采用最小二乘法对系统进行参数识别,利用极点配置法设计自适应控制器,并利用MATLAB将控制算法予以实现,对该电控旋翼系统进行充分的桨距控制仿真。仿真结果表明,基于极点配置法的自校正控制方法可对电控旋翼总距和周期变距实现有效准确的控制,并对系统模型的变化具有良好的适应性。     

变频电机转子临界转速有限元计算

采用有限元法对某变频电机转子进行了模态分析,计算得到了转子的临界转速、固有频率和振型.通过临界转速和振型图分析了转子的振动特性.计算结果表明,转子的设计具有良好的结构刚度,转子系统临界转速安全系数合理.最后对比了有限元法和传递矩阵法的临界转速计算结果,证实了有限元法的准确性.     

Influence of the Mechanical Seals on the Dynamic Performance of Rotor–Bearing Systems

In this paper, to consider the effects of mechanical seals, a lumped-mass model and the transfer matrix method are used to establish the equations for the dynamics performance of rotor bearing system. The general inverted iteration method is also used to solve the eigenvalue problem of these equations. To check the response of the rotor bearing system under unbalance motivation, the Gauss method is used to calculate the dynamic response of the constrained vibration. The results, based on the dynamic properties calculation of a typical mechanical spiral seal, such as stiffness coefficients and damping coefficients, exert the influence of the mechanical seal on the rotor bearing system of the high-speed machinery. Meanwhile, some structure parameters that may affect the dynamic performance and forced vibration under unbalance motivation of the rotor bearing system considering mechanical seals are analyzed in the paper. The analysis results show that the mechanical seal more or less has effects on the rotor bearing system. The mechanical seal has much more effects on the flexible rotor bearing system than on the rigid one. For instance, in a certain case, if the effects of the mechanical seal were taken into account, the system s critical speed may increase by 70 80%.     

基于谐波分量的转子系统碰摩故障定量诊断方法

提出一种利用碰摩转子系统响应中的高次谐波分量进行碰摩位置和碰摩力定量诊断的新方法。基于谐波平衡理论分析碰摩故障转子系统的动力学特性,证明了碰摩故障转子系统中任意两节点之间高次谐波分量之比等于无故障转子系统频率响应矩阵的相关元素之比。根据此关系,提出转子系统碰摩故障模型诊断方法和步骤:利用正常转子系统与故障转子系统响应的任意一阶谐波分量之差,结合转子系统的动力学模型,就可以诊断出碰摩的位置;进而可以根据故障转子系统响应的各次谐波分量还原出碰摩力分量。为验证该方法的有效性,对一转子系统进行偏碰和整周碰摩时的数值仿真,并分析支撑刚度及噪声对诊断方法的影响;又在模型转子试验台上进行了试验。该方法仅利用一个转速下两个节点的振动响应即可实现碰摩故障的在线定量诊断,因此便于在实际旋转机械上实行。