本文關鍵詞：離心機的振動分析與減振裝置的實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心機是通過離心力場分離液體中固體顆粒的高速旋轉設備，在化工工業(yè)和核工業(yè)中有廣泛的應用。傳統(tǒng)的離心機結構通常將轉子設汁為剛性軸。但是，，在一些核電工業(yè)中，離心機的轉子常常采用柔性軸。柔性軸離心機結構的工作轉速高于一階臨界轉速，當離心機要作轉速經過一階臨界轉速時，可能會產生劇烈振動，導致離心機結構破壞。因此，減小離心機振動振幅，保障離心機平穩(wěn)安全運行，具有重人的工程意義。本論文從實驗和數值模擬兩辦面對離心機不同結構轉動組件進行研究，分析不同減振裝置對其振動的影響，研究減小離心機振動的有效途徑。首先，論文對離心機不同轉子結構進行了有元諧響應分析，獲得了轉子的振動特性。研究表明，通過添加軸承等附件可減小離心機轉子懸梁的長度，很好地控制離心機的振動振幅，達到減振效果；但是，柔性軸轉子結構離心機無法添加軸承等附件，其一階固有頻率較低，轉子振動強烈，需要添加阻尼器等減振裝置來控制離心機的振動振幅。其次，根據離心機的振動特性和減振裝置的工作原理，選擇出適合離心機振動特性的三種阻尼器進行實驗。實驗研究了三種阻尼器的抵抗載荷能力、耗能能力、穩(wěn)定性和溫度敏感性。實驗結果表明：(1)缸式阻尼器KX-900的阻尼系數較大,抵抗載荷能力較強,但是阻尼力隨頻率變化較大,穩(wěn)定性差；而筒式阻尼器BTA-900和MTA-900的阻尼系數較小,抵抗載荷能力較差，但阻尼力變化曲線較為光滑,性能更加穩(wěn)定；(2)缸式阻尼器KX-900在低頻率小振幅工況下具有較大的位移-阻尼力滯問曲線面積,具有較好的耗能能力,但隨著振幅或者頻率的增大,缸式阻尼器KX-900的耗能能力急速下降；而筒式阻尼器BTA-900和MTA-900的位移-阻尼力滯回曲線面積保持穩(wěn)定,具有較好的耗能能力；(3)筒式阻尼器MTA-900和BTA-900在0℃時都具有較強的耗能能力,但是筒式阻尼器BTA-900的位移-阻尼力滯回曲線面積隨溫度升高急劇下降,耗能能力減弱,為溫度不穩(wěn)定型阻尼器；而阻尼器MTA-900的滯回曲線具有較好的飽和度,耗能能力穩(wěn)定,為溫度穩(wěn)定型阻尼器。同時,論文還選出了適合離心機振動特性的四種減振彈簧進行了實驗,實驗研究了四種減振彈簧的動、靜剛度和耗能能力。實驗發(fā)現：(1)四種彈簧的動剛度受振動頻率的影響很小。在振幅不變的工況下,復合高順丁橡膠彈簧B100的動剛度最大,復合橡膠彈簧B101動剛度最小,金屬螺旋彈簧的動剛度基本沒有變化；在頻率不變的工況下,橡膠彈簧的動剛度隨振幅的增大而相應的增加,其中B100的變化最為明顯；金屬螺旋彈簧A100的動剛度幾乎保持常數,自身結構剛度穩(wěn)定；(2)橡膠彈簧在小振幅下耗能能力趨近于0，振幅逐漸增大時橡膠彈簧逐漸具有一定的耗能能力,以橡膠彈簧B100消耗能量的能力最好。金屬螺旋彈簧A100消耗能量的能力始終接近于0；(3)最適合離心機運行工況的減振彈簧為高順丁復合橡膠彈簧B100。最后,建立了安裝減振裝置前后離心機轉動部件有限元模型,進行了有限元諧響應分析,得到了安裝減振裝置前后離心機的最大振幅，由此可以分析減振裝置的減振效果。另外,論文還計算得到了離心機運行過程升降速時間曲線,為離心機確定升降速過程提供參考。
【關鍵詞】：離心機 阻尼器 減振彈簧 有限元模擬
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH69;TB53
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-17
• 第一章 緒論17-21
• 1.1 課題研究的目的和意義17
• 1.2 離心機減振及減振裝置的國內外研究現狀17-19
• 1.3 本論文的主要研究內容19-21
• 第二章 離心機不同轉子結構的數值模擬21-27
• 2.1 離心機轉動組件結構21
• 2.2 剛性轉子離心機數值模擬分析21-25
• 2.2.1 單元類型的選擇22
• 2.2.2 離心機轉動組件的有限元模型22-23
• 2.2.3 不平衡載荷的確定23-24
• 2.2.4 振動振幅與頻率的關系24-25
• 2.3 柔性轉子離心機數值模擬分析25-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 減振裝置的選擇27-35
• 3.1 阻尼器工作基本原理27
• 3.2 阻尼器類型選擇27-30
• 3.3 阻尼器參數確定30-31
• 3.3.1 阻尼系數的計算方法30-31
• 3.3.2 阻尼力和阻尼系數的確定31
• 3.4 阻尼器的選擇31-32
• 3.5 減振彈簧的選擇32-33
• 3.6 本章小結33-35
• 第四章 阻尼器性能的實驗研究35-55
• 4.1 試件與實驗過程35-36
• 4.1.1 實驗試件35
• 4.1.2 實驗設備及實驗過程35-36
• 4.2 實驗結果與分析36-49
• 4.2.1 筒式阻尼器實驗結果分析36-41
• 4.2.1.1 抵抗載荷能力分析36-38
• 4.2.1.2 耗能能力分析38-41
• 4.2.2 缸式阻尼器實驗結果分析41-43
• 4.2.2.1 抵抗載荷能力分析41-42
• 4.2.2.2 耗能能力分析42-43
• 4.2.3 阻尼器性能穩(wěn)定性分析43-45
• 4.2.3.1 筒式阻尼器性能穩(wěn)定性分析43-44
• 4.2.3.2 缸式阻尼器性能穩(wěn)定性分析44-45
• 4.2.4 三種阻尼器性能對比分析45-47
• 4.2.5 溫度敏感性分析47-49
• 4.3 阻尼器的改進設計49-53
• 4.3.1 阻尼器的設汁參數與結構49-51
• 4.3.2 改進型筒式阻尼器MTA-900A的實驗結果51-53
• 4.4 本章小結53-55
• 第五章 減振彈簧的實驗研究55-61
• 5.1 試件與實驗過程55
• 5.1.1 實驗試件55
• 5.1.2 實驗設備及實驗過程55
• 5.2 實驗結果分析55-59
• 5.2.1 減振彈簧的靜剛度55-56
• 5.2.2 減振彈簧的動剛度56-57
• 5.2.3 減振彈簧的耗能能力57-58
• 5.2.4 橡膠彈簧的循環(huán)軟化現象研究58-59
• 5.3 本章小結59-61
• 第六章 不同轉子結構的諧響應分析和運行參數的確定61-65
• 6.1 離心機轉子的基本結構61-62
• 6.2 離心機轉子結構的諧響應分析62-63
• 6.3 離心機運行參數計算63-64
• 6.4 本章小結64-65
• 第七章 結論與建議65-67
• 7.1 主要結論65-66
• 7.2 對后續(xù)研究的建議66-67
• 參考文獻67-71
• 附錄Ⅰ 阻尼器力學性能測試結果71-95
• 附錄Ⅱ 減振彈簧性能測試結果95-97
• 附表Ⅰ 阻尼器力學性能測試結果97-99
• 附表Ⅱ 減振彈簧力學性能測試結果99-101
• 致謝101-103
• 研究成果及發(fā)表的學術論文103-105
• 作者和導師簡介105-106
• 附件106-107

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本文編號：277283