基于数字控制的矿用电动挖掘机直流调速系统

本文针对传统的挖掘机电控系统存在技术落后、故障高、动态效率低、运行成本高、耗能高等缺点,设计了一套基于数字控制的挖掘机直流调速系统,系统采用小功率的CT-M75R驱动器,驱动12只大功率晶闸管组成的正反全控桥主回路,在控制回路中将电压反馈与电流反馈信号接入CT-M75R驱动器,利用驱动器内部丰富的软件功能,编程实现电压与电流的综合反馈.相比国内外电动挖掘机数字直流调速系统,该装置具有价格低、调速性能好、维护方便以及节能显著等优点.     

变工况下钢厂转炉支承螺栓断裂机理分析

在变工况条件下，炼钢厂转炉在运行过程中支承螺栓容易发生断裂，针对这一问题，以某钢厂130 t转炉为例，对不同工况下炼钢转炉支承螺栓的断裂机理进行了研究。首先，推导了转炉的倾动力矩方程，采用MATLAB计算不同倾动角度下转炉倾动力矩，得到了倾动力矩曲线，从而准确计算出了不同工况下支承螺栓的载荷；然后，采用有限元方法对支承螺栓进行了建模，对最大受力情况下的支承螺栓及其销轴进行了力学分析；最后，对支承螺栓结构进行了优化改进，并对优化后的支承螺栓进行了性能验算。研究结果表明：转炉在旋转至65°时，支承螺栓的受载最大，出钢口对侧螺栓过度圆弧处最大等效应力接近材料屈服强度极限；所采用分析方法可为后续定量增大支承螺栓安全系数提供依据，以确保转炉在不做较大结构修改前提下的安全运转。     

基于压电纤维传感器应力波方向检测的结构冲击定位研究

冲击定位监测是飞行器结构健康监测的重要研究课题。 基于应力波方向检测的冲击定位方法可有效克服传统的到达 时间方法依赖波速的应用局限性,适合飞行器复杂结构的冲击定位监测。 本文分析了压电纤维对冲击应力波的响应特性,针对 板结构冲击应力波信号具有宽频、频散与多模态成分混叠等特征,采用 Shannon 复数小波变换提取应力波能量峰值窄带信号, 通过仿真与实验研究表明低速冲击板中产生的应力波主能量成分为 A0 模态 Lamb 波;基于压电纤维对 Lamb 波的方向响应特 性,优化制备了 45°“应变花”结构的压电纤维传感器,以能量峰值窄带 Lamb 波传播方向表征应力波传播方向,提出了基于压电 纤维传感器应力波方向检测的冲击定位方法。 实验结果表明提出的基于压电纤维传感器应力波方向检测的冲击定位方法准确 有效,平均距离定位误差为 17. 2 mm。 研究成果提供一种应力波方向传感器及不依赖应力波波速的结构冲击定位方法,具有一 定的理论研究意义和工程应用价值。     

考虑轴承热弹变形的增压器转子临界转速分析

针对不同入口油温下浮环轴承因受热变形而改变涡轮增压器转子系统振动特性的问题,提出从浮环轴承的热弹性变形角度研究高速涡轮增压器转子系统的临界转速变化规律.首先,实验测量3种典型入口油温下浮环轴承处的温度,基于热固耦合分析得到浮环轴承热弹性变形后轴承的内外间隙值,发现随着入口油温从20℃增加到70℃和120℃,内油膜间隙分...     

瓦块倾角对高速涡轮增压器斜-平面止推轴承油膜温度的影响*

针对高速涡轮增压器运行过程中存在止推轴承烧瓦现象,从最高油膜温度与承载中心区温度两方面分析烧瓦产生原因,讨论了瓦块倾角对油膜温度的影响。以某型车用涡轮增压器止推轴承为例,通过建立不同瓦块倾角参数的斜-平面止推轴承动力学有限元模型,研究瓦块倾角对最高油膜温度、承载区中心温度的影响。结果表明:在研究的转子转速范围内,随着瓦块倾角的增加,瓦块的最高油膜温度和承载中心温度都呈先减小后增大的趋势;存在最佳瓦块倾角,使得轴承在工作转速范围内最高油膜温度和承载中心温度均达到最小值,从而有助于减少轴承烧瓦的可能性。     

1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障特性分析

针对某型1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障现象,分析转子轴端汽封碰摩力表达式,通过施加非线性约束方式,采用连续碰撞力-位移的线性逐段函数模拟碰摩过程的非线性接触刚度,构建含轴端汽封碰摩故障的轴系动力学有限元模型。开展机组轴系非线性稳态同步响应和瞬态频域分析,得到工作转速3000r/min下轴系涡动轨迹,以及不同碰摩刚度下轴系支承位置处的振动瀑布图。结果表明,这种轴系发生高压转子轴端汽封碰摩时,对与碰摩点相邻的支承振动影响明显,振动以基频为主,且随着碰摩刚度增加,会出现3X、2X倍频成分,各支承振幅呈现逐步下降趋势。     

透平机械三转子四支撑轴系不平衡振动特性

针对汽轮机、压缩机等透平机械三转子四支撑轴系经常发生不平衡振动现象,研究轴系中各转子振型不平衡的响应特性。采用有限元法构建三转子四支撑轴系动力学有限元模型,分别在各跨转子上施加一阶、二阶弯曲振型不平衡,分析高低转速下轴系的涡动轨迹,以揭示各转子振型不平衡与轴系振动响应的关联。通过搭建的三转子四支撑轴系转子振动实验台,开展各跨转子不平衡激励下轴系振动响应测试,分析共振点和幅、相频特性,得出结论:这类轴系跨内加重振动响应由轴系模态振型和激励类型共同决定,兼具有转子外伸端振动特性。该结论可为消除这类三转子四支撑轴系不平衡故障提供参考。     

转子-滑动轴承系统支承松动-碰摩故障动力学行为及评估方法

本文针对转子-滑动轴承系统支承松动-碰摩故障动力学行为进行分析,并提出基于动力学行为非线性度量的转子-轴承系统支承松动状态评估方法.应用非线性短轴承油膜力模型、松动刚度模型、Hertz接触理论等建立了带有支座松动故障的转子系统局部碰摩动力学模型,研究并分析松动-碰摩故障转子系统随支承松动间隙变化的动力学行为规律.提出基于动力学行为非线性度量的转子-滑动轴承松动-碰摩故障下支承松动状态评估方法,采取泰勒展开获得线性近似动力学模型,量化比较非线性模型与线性近似模型动力学行为的差异.建立松动间隙与非线性度之间的对应关系,直观反映松动间隙对系统动力学行为的影响程度,实现对转子-滑动轴承系统支承松动状态的评估.本文的研究可为转子-滑动轴承系统支承松动状态评估提供理论基础和支撑.     

三支撑轴系转子残余不平衡量相位差组合振动特性研究

针对三支撑汽轮机组、压缩机组等轴系中各转子动平衡合格,但安装试车后仍发生轴系不平衡振动故障问题,提出研究各跨转子残余不平衡量相位差组合对轴系振动特性的影响.首先,通过构建两跨三支撑轴系动力学有限元模型,进行轴系转子间残余不平衡量相位差典型组合,分析三支撑轴系不平衡稳态响应,得到轴系支撑处振动随各转子残余不平衡量相位差典型组合的关系,发现残余不平衡量相位差组合对高转速下轴系振动影响大,以0-180典型组合下各支撑振动幅值最小,不同于传统双支撑轴系0-0组合下振动最优的结论,最后开展轴系残余不平衡量相位差组合振动特性实验验证.论文结论可为这类三支撑轴系不平衡振动故障诊断和控制提供新的思路和参考.     

基于相对滑移理论的管带机直线爬坡段极限输送倾角研究

输送倾角是圆管带式输送机直线爬坡段设计中的关键难点,过大会发生胀管事故,过小则需重新布局管线导致整机成本大幅增加。基于相对滑移理论,构建了管带中物料的力学模型,采用导来摩擦因数表征物料与管带之间的滑移状态,推导不同填充率下导来摩擦因数与极限输送倾角之间的关系。然后针对50%,62%,75%三种典型填充率下某型圆管带式输送机运行工况,分析得出导来摩擦因数与输送倾角的函数关系,根据物料与圆管之间不发生相对滑移的基本准则,从而分别确定管带机的极限输送倾角为32°,34°,36°。该方法可为圆管带式输送机直线爬坡段物料输送倾角的设计与分析提供参考。