推焦装置振动的测试与分析

清洁型机焦设备是一种新型环保产品,其核心部件之一推焦装置在工作过程中产生了严重振动。为了了解产生振动的原因,找到降低振动的措施,进行了振动加速度、电机电流、噪声等多参数测试,通过时域、频谱综合分析及有限元模态计算,证明是摩擦引起的自激振动。在对其自激振动机理进行理论分析的基础上,提出了减小滑履和炉底的摩擦,以及适当降低推焦杆的移动速度等减小振动的措施。     

齿轮齿条传动系统对推焦装置振动特性的影响研究

针对焦炉推焦装置工作过程中经常发生振动的问题,对齿轮齿条传动系统引起推焦装置发生振动的机理进行了研究。提出了一种将有限元仿真与试验分析相结合的方法;利用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态分析,提取了自由模态和约束模态的低阶振型图;利用现场采集的试验数据进行了时频分析,计算了齿轮齿条传动系统中齿轮的转频及齿轮齿条的啮合频率,对比了模态分析结果与齿轮齿条传动系统的特征频率。研究结果表明:齿轮齿条的啮合传动和齿轮的转动都会导致推焦装置发生明显的振动;改变齿轮的齿数和调整电动机的工作频率能够有效降低推焦装置发生振动的可能。     

推焦杆回程振动原因分析

推焦杆回程中的振动问题严重影响了推焦设备整体稳定性及焦炉正常生产,为找到推焦杆振动原因,通过模态分析,得到推焦杆固有频率,并通过试验采集推焦杆回程振动信号,通过短时傅立叶变换(STFT)对振动信号进行时频分析,提取出推焦杆不同时间段振动特征值。结果表明推焦杆振动频率与结构固有频率极为接近,说明推焦杆发生了自激振动,此外,推焦杆振动主要发生在滑履退出炭化室前,说明摩擦力是导致推焦杆产生自激振动的主要原因。另外,由于约束较少,滑履退出炭化室后,推焦杆发生轻微碰撞现象。     

多激励源大型焦炉推焦装置的振动特性研究

针对大型焦炉推焦装置结构稳定性和振动特性研究领域尚无系统化研究分析的现状,提出了一套结合经验预测、理论计算、仿真分析、试验测试的振动特性研究方法。提出以电机去、回程电流数值差异为基础的推焦阻力激励估算,对推焦装置进行理论模态分析并将一阶固有频率作为干摩擦自激励特征,采用齿轮啮合频率和齿轮转频作为齿轮啮合激励特征,将轴承内圈、外圈、滚动体转频作为滚动轴承振动激励特征。结合多激励特点绘制了潜在振因时频特点表。使用加速度传感器与振动采集系统测得推焦装置振动信号,信号在经过短时傅里叶变换后体现为特定区域内的一系列基频为3.6 Hz的谐波信号。通过对振动信号时间、频率双维度的比对分析,即判定推焦装置振动的主要原因为干摩擦引起的摩擦自激振动。振动原因的确定将为进一步减振措施研究提供理论依据。     

动静摩擦因数对推焦系统动力学特性的影响

为了研究推焦装置振动的机理,建立了一个两自由度的摩擦自激振动模型.采用李雅普诺夫稳定性理论获得了推焦系统的临界失稳速度,并对推焦系统的稳定性进行了分析,通过理论计算求取了推焦系统的临界黏滑速度,并对推焦系统的黏滑运动进行了分析.通过分析不同驱动速度下系统的稳定性和黏滑运动特性,对理论计算结果进行了验证.鉴于动静摩擦因数...     

焦炉用推焦杆振动特性分析

推焦杆振动对推焦设备整体寿命影响较大,甚至会危害焦炉炉体的安全,因此需针对其振动特性展开研究,找出诱发其振动的主要因素.首先通过模态分析,求解出推焦杆结构低频固有频率.其次,采集推焦杆推焦炭过程中产生的振动信号,通过时域及时频分析得出推焦杆发生振动时间及振动频率.通过仿真及试验研究得出:推焦杆运行过程中,滑履进入炭化室后,推焦杆出现明显振动,滑履与耐火砖接触并发生相对运动过程中,界面无润滑剂,静、动摩擦系数差异悬殊,急剧变化的摩擦力是导致推焦杆振动的主要原因,从振动特性来看,表现为固有频率即推焦杆实际的振动频率,即振动频率与结构固有频率非常相近时,推焦杆极易发生振动.     

6.25m捣固型焦炉设备振动疲劳的可靠性分析

推焦杆振动是6.25m捣固型焦炉设备在推焦过程中常见的一种现象,导致推焦杆过快出现机械疲劳,寿命也会大幅度缩短.通过仿真试验模拟推焦杆振动形态,分析结果认为自激振动是导致推焦杆机械疲劳的原因之一.针对引起机械振动的原因,提出定期检查和校对联轴器对中,保证齿轮齿条啮合中心距恒定等优化建议,为延长推焦装置寿命,保证6.25m捣固型焦炉设备使用效果提供一定帮助.     

振动钻削过程中液压颤振器的振动特性分析

提出一种液压颤振器,该颤振器可用于振动切削的激振装置,它主要有高频激振阀和单作用颤振缸组成,该颤振器可输出500 Hz的受控振动。采用ANSYS Workbench对颤振器的关键部件弹性端盖进行静态和模态仿真。实验测量了钻孔和不钻孔情况下该颤振器的压力特性、加速度特性和位移特性,并对数据对比分析,结果表明,工件的振动频率能跟随激振阀的激振频率,能量集中在激振频率;该液压颤振器与不钻孔时的振动特性均未发生太大变化,说明该液压颤振器的稳定性是极好的;谐振频率300 Hz,谐振时振幅明显增加。     

基于FBG传感技术的立管涡激振动过程分析

为深入研究光纤光栅传感技术在海洋立管涡激振动测试中的适用性,在风-浪-流联合水槽中进行均匀来流下立管涡激振动试验。数据测试采用光纤光栅传感器,同时采用动态电阻传感器作为对比。通过改变多级外流流速,对比分析基于两种传感技术的立管涡激振动过程差异。同时基于光纤光栅传感技术采集应变数据并结合频谱分析及模态理论,研究立管振动的主导频率、幅值及模态响应等振动特性。研究结果表明,光纤光栅传感技术对海洋立管的涡激振动测试性能优越,能够准确体现立管的应变时程、振幅以及主导频率等振动特性,清晰反映伴随流速进程的立管模态特征及涡激振动过程,同时由模态响应和涡激振动过程分析发现立管锁频区间的产生具有瞬时性及自激性规律,这对海洋立管的模型试验与工程设计具有较大的参考价值。     

冷轧连退线带钢平整机测试与自激振动诊断

为研究某冷轧连退线钢板振痕问题,进行了样件打磨测量与频率计算,依据计算结果选定平整机系统进行运行状况的综合测试。通过对平整机各部位测试信号的对比分析,找到了振源及轧制过程的优势频率,确定了辊系各轧辊的起振顺序。建立了八自由度平整机动力学模型,计算所得系统第二阶模态与轧制过程中的优势频率及振动形态相同。将第二阶固有频率带入板带轧机自激振动判别式,结果表明系统的振动是由该频率引起的自激振动。     

基于FLUENT软件的多级降压调节阀涡振特性分析

针对某管路系统多级降压调节阀涡激振动现象,基于计算流体力学(CFD)与热流固耦合模态分析方法,对调节阀的涡激振动特性进行分析。仿真得到调节阀流量特性曲线和3种工况下流体压力、涡核速度分布云图。设计一种调节阀流量检测试验装置,并对调节阀在不同开度的流量进行检测。试验数据与仿真数据保持一致,从而验证仿真的准确性。通过监测流场中漩涡脱落的升力系数,得到调节阀的升力系数时域特性曲线,利用快速傅里叶变换(FFT)将其转换为频域特性曲线,从而确定流场涡激振动的主频。在Workbench平台,利用热流固耦合模态分析替代传统静力学模态分析,得到调节阀的前6阶固有频率与第1阶模态振型。通过将涡激振动的主频与前6阶固有频率相对比,发现：随着开度增大,各级降压效果越来越明显,大涡逐渐形成小涡,漩涡脱落愈发显著。调节阀的涡激振动主频在140 Hz内,其各阶模态频率均在255.96 Hz以上。调节阀的模态频率没有落到涡激振动主频范围内,调节阀不会发生涡激共振现象。为设计安全可靠的管路系统提供保障。     

大型活塞压缩机曲轴振动分析（一）——模态分析

随着往复压缩机向大型化和高速化方向发展,曲轴因扭振而产生破坏的可能性在迅速增大,对压缩机曲轴扭振研究的要求越来越迫切。而影响曲轴扭振的最主要因素是曲轴的模态。以某大型压缩机曲轴为例,对曲轴进行简化,利用ANSYS软件以Timoshenko 3-节点梁单元为基础,考虑轴承油膜的作用,对压缩机曲轴模态进行了计算。该模型还可以用来对曲轴进行谐响应分析和强迫振动分析。利用Lanzos方法提取了曲轴前7阶模态,结果显示曲轴的第一阶模态为29.073Hz,振型为整体扭转振动。考虑吸排气过程中气阀阀片运动产生的气流脉动对激振力的影响,对激振力进行傅里叶分解,得出激振力的功率谱密度图,以判断该曲轴在工作条件下是否会发生扭转共振。     

高精度无心车床主轴系统动力学建模研究

针对无心车床加工时主轴系统的振动导致加工精度不足的问题,该文以无心车床主轴系统为研究对象,考虑了实际加工中存在的棒料s弯问题,建立了主轴系统动力学模型,并在simulink中进行了动力学分析,得到了主轴在径向1(x向),径向2(y向),轴向(z向)振动信号。通过对主轴参数轴承游隙的改变来观察主轴x方向,y方向,z方向振动的变化趋势,以及改变轴套磨损量来观察主轴z方向的振动变化趋势。分析结果表明,主轴在三个方向上的振动z向最大。最后将试验信号与模型信号进行对比分析,振动实验值与理论值的误差均在5%以内,所得实验结果与模型结果基本一致,z向振动最大,可通过调整主轴参数来提高加工精度,验证了所建立模型的准确性。     

推焦装置刚柔耦合模型动力学仿真分析

针对大型焦炉推焦装置在推焦过程中工作部件推焦杆经常出现振动,可能影响推焦装置工作稳定性、降低焦炭成品率甚至对焦炉造成破坏等问题,采用通过刚柔耦合动力学模型分析来确定振动激励源的方法,以推焦装置为研究对象,应用多软件联合仿真建立了推焦装置刚柔耦合模型,通过实验测试振动信号对仿真模型进行了验证,并进而通过动力学仿真得出推程中推焦杆振动主要是由于滑靴与炭化室地面存在摩擦引起的,获得了随着动摩擦系数的减小,推程中推焦杆的振动加速度均方根值变小,振动明显减弱等规律。研究结果可为推焦装置后续减振及优化设计提供重要参考。     

激振频率对裂纹梁系统振动特性的影响

用ZK-4VIC型振动与控制实验台和ZK-1型电动式激振器分别对相同的Q235裂纹梁系统加载大小相同频率不同的简谐激振力(F=1.12N,w=17Hz、19Hz、21Hz、23Hz),对裂纹梁的振动疲劳过程进行模拟。记录实验过程中裂纹梁的振动幅值随时间变化的趋势,分析在不同激振频率的激振力作用下,疲劳裂纹对裂纹梁振动特性的影响。结果表明:加载简谐激振力的激振频率与固有频率的关系对裂纹梁系统的振幅变化影响显著;裂纹产生后,刚性系统受裂纹的影响大于柔性系统受裂纹的影响,寿命较短;刚性系统比柔性系统更容易从振动变化上发现裂纹故障的存在。     

基于刚柔混合模型泵车臂架谐响应振动的研究

主要研究了混凝土泵车输送管在周期性载荷作用下造成泵车臂架系统的谐响应振动问题.采用刚-柔耦合模型理论对某型号的泵车臂架系统创建虚拟样机模型,首先在Ansys中生成模态中性文件,然后将该文件导入ADAMS软件生成刚-柔耦合虚拟模型并进行谐响应动力学仿真分析.仿真分析结果表明臂架系统的1阶模态振动频率为0.71Hz,在X和Y方向上,1阶模态的位移频率响应幅值最大;臂架系统的2阶模态振动频率为0.89 Hz.臂架系统的2阶模态Z方向的振动位移和加速度同时达到最大.     

管壳式换热器的振动特性分析及模态试验

针对某一型号管壳式换热器管程入口和出口处容易损坏的问题,采用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,对其动态特性进行了分析。研究结果表明其固有频率在180Hz以上,避开了流体诱导振动产生的激振频率,但需加强其管程入口和出口处的刚度和壳体螺栓连接部位的连接强度。有限元模态分析方法可为其他类型管壳式换热器的动态特性快速评价和可靠性优化设计提供参考。     

南水北调江都四站装置模型振动特性的试验研究

为了确保江都四站轴流泵机组的安全稳定运行,采用三个高频振动加速度传感器对装置模型不同工况下的振动信号进行了采集,并运用加速度有效值对测世结果进行了分析.试验结果表明,在轴流泵转轮-4°、-2°、0°、+2°和+4°叶片角下,泵段振动测量位置为x、y、z三个方向的振动强度都随扬程的增高而逐渐增强.在扬程高于7.0m的工况下,振动强度随扬程的变化明显,振动幅度急剧提高.在相同的扬程工况下,三个方向的振动加速度有效值在不同的叶片角下变化幅度较小.在叶片角为-2°、最高扬程为8.8 m时,x、y、z方向的加速度有效值分别为0.574、0.761和0.539m/s~2,装置模型振动较强,但机组没有出现不稳定现象,该结论为江都四站实型机组稳定运行提供了科学依据.     

降低制动摩擦振动的制动器结构拓扑优化设计

本文建立起某车型盘式制动系统三维有限元模型,分析了该制动系统的摩擦振动噪声特性,并基于ABAQUS/Optimization模块对该制动系统进行结构拓扑优化设计,在满足轻量化的目标要求下改善摩擦振动噪声问题.结果表明:制动系统在摩擦力作用下可能出现四种振动模态,且产生频率为3632.4 Hz的振动噪声的倾向和强度最大.产生该频率摩擦振动噪声的原因是由于制动钳的第4阶模态频率与制动盘的第11阶模态频率非常接近,在摩擦力作用下容易产生共振.通过对制动钳进行结构拓扑优化设计,移除制动钳两侧区域的材料,使其在满足重量最小的目标前提下将第4阶模态频率降低到2804 Hz,从而避免与制动盘发生共振,且制动钳的重量减轻了17.1％.进一步采用复特征值分析对结构优化后的制动系统进行摩擦振动噪声特性预测,结果表明制动系统仅有两组相邻模态出现模态耦合现象,且原始制动系统出现的3632.4 Hz的振动噪声频率已经消失,制动系统摩擦振动噪声问题得到显著改善.     

稳定土振动搅拌机搅拌装置振动特性分析

搅拌装置是稳定土振动搅拌机的关键部件,其振动特性对整机的搅拌质量和效率至关重要.以某公司生产的型号600t/h稳定土振动搅拌机为研究对象,通过三维建模软件Creo建立了搅拌装置的实体模型,利用有限元分析软件AN-SYS Workbench对其进行了模态分析,获取了搅拌装置的前五阶固有频率和振型.然后对搅拌装置进行了瞬态分析,得到了不同激振频率和振幅对搅拌装置上位移幅值的影响.最后对稳定土振动搅拌机搅拌装置进行了振动试验与分析,并与仿真数据进行了对比,验证了有限元模型的正确性.为搅拌装置的优化设计和搅拌机振动参数的选取提供了理论依据.