超重离心机整机结构振动特性分析
随着社会经济的快速发展，旋转机械的地位也得到了不断地提升，离心机也在工程应用领域方面得到了广泛的应用。无论是食品医药行业还是工程液料处理，对离心机高效可靠长期的平稳运行都提出了更高的要求。这就要求在离心机设计阶段对其进行深入细致的转子动力学研究。本文主要研究了以下几方面的内容: (1)以国内某工业用超重力离心机为基础，从结构几何模型出发，完成了对离心机模态、谐响应等动力学计算。重点研究了模型前处理优化及球铰、弹簧等关键部位的约束关系，详细说明了离心机有限元分析设置、计算步骤及结果，为后续的研究提供支持。 (2)依据ANSYS模型对弹簧刚度、阻尼器阻尼等结构参数进行参数敏感性分析，探究参数在合理的取值范围内对系统临界转速的影响。并在保证计算的准确性和有效性的前提下，通过有限元分析的谐响应模块，对比分析了不同参数在相同情况下对转子产生的影响，得到了弹簧刚度在实测范围内对系统临界转速的影响随着刚度变大而升高。阻尼器阻尼值在100-250N·s/mm范围内变化时候对系统临界转速有着较大影响的结论。 (3)在超重力离心机模型的基础上，完成了对振动监测试验台的模型设计与搭建，介绍了试验台重点机械结构设计思路如锥套-法兰结构和球铰润滑机构以及试验台可编程控制系统的选型与搭建。在保证空间的前提下，设计了一款适用于试验台转子的电磁轴承，并将离心机下端转鼓替换为具有可操作性的平衡盘，为后续实验提供了良好的平台。 (4)以试验台模型为依据，从试验台设计目的出发，分别建立了四种振动控制模型，详细阐述了分析计算的流程及条件设置。通过控制变量法，将四种方案层层带入分析，得到了球铰固定使得系统刚度增加，响应幅值上升，电磁执行器以及轴承阻尼可以降低最大振幅的结论。
离心机;优化设计;振动特性;转子动力学
北京化工大学
硕士
机械工程
王维民;王志君
2020
中文
TH122.1
2020-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）