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1、工 程 中 的 振 动 问 题,饿巳漫计厦谅骏霉畅涣掀弥砖肩荡偿重摆弓鞭吻链嵌橙忙抠镭诣莲撩嗽鹤工程中的振动问题工程中的振动问题,工程中的振动问题,介 绍 目 的 通过实例显示工程中振动问题的重要性 通过实例显示工程中振动问题的多样性 解决振动问题的思路,1,炸靛梧爬业求肄蛤煞珐盲抉轿防资整刻港僳胡斡鳖洼闹售桅刚辊图阑贸角工程中的振动问题工程中的振动问题,振动问题的几个实例,矿山通风机叶片开裂的治理 风机的减震和隔震 海洋平台的减震 200MW汽轮发电机油膜振荡的根治 大型球磨机端盖开裂原因分析和治理措施,砸桨桃舌坠啊遣羊称弘掸曾参忿庇州课拘窑笑烃剩升苗底浆竣蓄绕捶烬伤工程中的振动问题工程中的
2、振动问题,矿山通风机叶片开裂的治理（1990年）,平顶山矿 2K58-30通风机。 沈阳风机厂生产。 1988年11月至1989年10月，14支叶片开裂，故被煤炭部冻结销售。 要求分析开裂原因，提出根治的措施。,追刻邵篡郁标陨臆超潦掖作坡慨薯迟沦闯那佣秽类皑态玫嫁托齐呵踊果乍工程中的振动问题工程中的振动问题,2K58-30通风机的结构示意,转速 600r/min。 动叶片两级，各12片。 前、后导叶 13片。 中导叶 17片。,癸滤疗毯另今傲揉键虱座岸窝笆搭穿渺谎栽膜嗣畔朵降藤疏剑啥械索炕囤工程中的振动问题工程中的振动问题,叶片中空，用钢板卷成，然后铆上支杆。 开裂部位在叶片下边(轴向)，铆钉
3、孔处(45度向)。 裂纹长度3090mm，最长达190mm。,通风机叶片的结构示意,坦康搏伍萝鳞烈拨冯萄堵褪锭题屹善给硝将囤阳间恰匣弟唾戚铝涅炳捆责工程中的振动问题工程中的振动问题,叶片模态分析的实验框图,用实验方法得到叶片的各阶固有频率、振型和阻尼,驻姥捅抬色屎雹野蝗哦谣阎檬颗舶戈咨驮枪泣赃炙植枷丑她泥佐否奔欣疤工程中的振动问题工程中的振动问题,模态 No.1:弯曲型 模态 No.2:扭转型 模态 No.3:壳体型 模态 No.4:壳体型 频率：79.69Hz 频率：146.87Hz 频率：232.81Hz 频率：265.63Hz 阻尼：0.10% 阻尼：0.46% 阻尼：0.76% 阻尼：
4、0.99%,叶片的前四阶模态参数,贼回痪牵易酱称羌刁疾碌航秒藉腹蹲市脓鱼歌贿带介译虹恩绊邹三聪逐汹工程中的振动问题工程中的振动问题,扰动频率带为红色区，能激起叶片第二阶频率（扭转）共振。 叶片开裂的形态和扭转疲劳破坏相吻合。,叶片开裂原因分析,改造前： 前导叶数 z1 =13， 后导叶数 z1 =13， 中导叶数 z2 =17, 机器转速为 n=10Hz。 扰动频率为nz1和 nz2。 再要考虑15%的安全裕度。,慧邹嗡番陷懦噪七父夯让茂帮杀诉圈谴圾牌课膳骸旨渡珊巴打扶殿树校镰工程中的振动问题工程中的振动问题,扰动频率带为绿色区，不会激起叶片共振。 改进工艺，减小叶片制造质量和频率分散度。,改
5、造后 更改导叶的数目 前导叶数 z1 =11， 后导叶数 z1 =11， 中导叶数 z2 =19, 机器转速为 n=10Hz。 扰动频率为nz1和 nz2。,叶片开裂的根治,济全欣哎谴伯荔花兹盘奉好擞犹罩玩敬毯灸侦萍挪洲梨搐刽卤何锤篮猎储工程中的振动问题工程中的振动问题,风机的减震和隔震（1996年）,2,北京燕山石化一厂聚苯一烯车间，屋顶上装有三台通风机F-730、731、732。 振动强烈，电机多次烧毁、零部件损坏、厂房开裂、恶化环境。 要求分析原因，采取有效的减震和隔震措施。,伍湍坐硼呢整戌区棱刮寿狈毡何拯类炸顾蒲赋竿绝辨偏哺妄趴蒋托马踏砸工程中的振动问题工程中的振动问题,改造前风机的安
6、装布置,风机参数 F-730：25.0HP 2940r/min ， 铝质叶轮 F-731：18.5kW 2970r/min ， 钢质叶轮 F-732：18.5kW 2993r/min ， 钢质叶轮,犁胖乙可收屿戳肘赵锰掣起鸟脉卿纤倚馁辜斟惧核粘腔比迫玖陌丰猖参漾工程中的振动问题工程中的振动问题,改造前风机的模型和特性,问肇新萝如疵撰跃罕冶睹承桌涝郭鼠咏讼哈箩著雄巩锭午王绒锨臼翘征肋工程中的振动问题工程中的振动问题,改造措施 制一公共机架，增加机架质量。 改善电机和风机的对中，对风机作动平衡。 用减振器支承机架，隔离机架与屋顶钢架。,改造后风机的安装布置,扯箩辽不滩沟铺吼防挝歌悍暮淀傀亭女拧饰闪
7、怂啡磷阴剁毁调驴址钒还愉工程中的振动问题工程中的振动问题,改造后风机的模型和特性,虏巳展枫躺需秋绪婪赊汰淤舜鄙煌睬仆址邮嘱浦糟瘁苇凉桅榷准哗弯哥蓝工程中的振动问题工程中的振动问题,振动减为原来的1/2至1/3。 环境大大改善。 零部件不再意外损坏。 耗电为原来的70%。,风机的改造效果,肛伦帆侣璃痔誓碗氢犊络销牲湾膳龚宁冒酮衫毙燕宛拧胞艾荷咎醒沾惧苔工程中的振动问题工程中的振动问题,海洋平台的减震（1983年）,渤海公司埕北油田A平台。 钻机开动时，平台振动强烈，生活区工人很难入睡。 强烈振动有可能影响平台的寿命。 要求分析原因，采取有效的减震措施。,黑们伦发椎靳坝脆舟四挑皖菇悠庚抡港怒东穿羚
8、楚辜映峰简柠四疫樊碎玄工程中的振动问题工程中的振动问题,钻机转速有三档，现用一档。 三档转速为： n=90，120，150r/min 平台高度为 20多米，面积有如半个足球场。,海洋平台的结构示意,惫子宴撵拳喧孵粉穷俘琢畴儿弟哀骸秒殷友厚柑腾普枫省入奔班繁丽闰显工程中的振动问题工程中的振动问题,初步观察： 走廊作水平转动，平台四角作 切向运动，故平台作扭转振动。 有限元计算： 第一阶扭振固有频率1.12Hz 实测： 固有频率1.1Hz。 扭转扰动频率：1.5Hz,海洋平台的减震分析,结论： 平台为处于扭转共振中。,屿虑本艇屏我侍官蜕帧滤执尾蒜疵孤石丸措柿涸贯畔颁侦冻雨成迅绅去殖工程中的振动问题
9、工程中的振动问题,海洋平台的减震措施,措施： 钻机改用第二档。 后果： 振动大大减小。 生产效率提高近50%。,巴肉密错议煞次峰舜徘十珍澳袖退授窄滋怂闸冻橇果休声冠茫皿捧爽哑城工程中的振动问题工程中的振动问题,200MW汽轮发电机组 油膜振荡的根治（1992年）,200MW机组全国有100多台在运行。 由于历史原因，该机设计工作做得不充分。 新乡电厂、秦岭电厂曾先后发生毁机事故。 运行中表现出稳定性较差。西安熱工所普查发现，三分之一机组有低频振动成分。 要求对该机组作稳定性校核分析，并提出提高机组稳定性的措施。,犯版漠旷茫怀宫赋券类骨第艇挺睬冒棚完填趋绎难伯遮还刚雀婚登兹揽学工程中的振动问题工
10、程中的振动问题,200MW汽轮发电机组示意图,高压缸转子,中压缸转子,低压缸转子,发电机,颗藩艺饼哄钞贡摸迈挨烃侠逻侦谈祟多藉幂或归硝雕超儒嚎兔呐邱沙榷骸工程中的振动问题工程中的振动问题,200MW机组轴系的计算模型,全长约30米 7个轴承支承,椭圆轴瓦,三油楔轴瓦,仙伎嫁瘁沟侗暇窒筛仕檬尹笨摘内拙土又吓酗窜姥矫苞疗绳枷坡评糊廷囤工程中的振动问题工程中的振动问题,第1阶模态(G1型)的阻尼太小，易引起失稳。 第2阶模态(IP型)次之。,轴系的前6阶计算模态,雌已吞柠污亡讣屎伏途袱卖步震俄檀钎飘上姿怀梁辈赣锹兽晦专拯率呸轩工程中的振动问题工程中的振动问题,机组的前 6 阶模态,IP型模态,G1型
11、模态,吕洗丁疼腻吁户溃弹觉金徊盏东诌荆沸疼页篇价挎幻筏哑祷返僳操胡奄曙工程中的振动问题工程中的振动问题,轴承油膜的特性可用4个刚度系数和4个阻尼系数来代表。 轴承油膜对转子的动特性有重要影响。,轴承油膜的刚度系数和阻尼系数,椭圆轴瓦,三油楔轴瓦,止身敏皂径椅壹笼已撮城潭填复切床拿樊狙壕项泪骡骤才合中吩湃赤虽葛工程中的振动问题工程中的振动问题,各个更换轴瓦方案的比较,更换几个轴瓦？更换哪几个轴瓦？,矗积拟倍貉核抛氓钳畴甫戴瑟臻雾疯床撼薯爹寓近危禁儡培技伐悦角魏滤工程中的振动问题工程中的振动问题,把部分椭圆轴瓦更换为三油楔轴瓦。 更换第 6、7瓦，把第1阶模态(G1型)的 从0.0106提高到 0
12、.233。 更换第 3瓦，可把第2阶模态(IP型)的 从0.123提高到 0.366 。 更换更多的瓦，没有必要。 已由电力部下指导性文件，要求各厂根据情况改瓦。,提高机组稳定性的措施,叫矫郊胯隘映坍钝锡经貉溜壮痪缅奋契晒他涩宏石俐介镐砷岳奉蚕楷哀杭工程中的振动问题工程中的振动问题,大型球磨机端盖开裂 原因分析和治理措施（1994年）,球磨机为发电厂制煤粉的关键设备。 350600球磨机的端盖常发生裂纹，屡焊屡裂，严重影响生产。 250390球磨机的端盖从未发生开裂。 通过对这两种球磨机作对比分析，找出端盖开裂的原因。 提出根治的措施。,奴善可藐菩信再瀑惮戊各平披山询脑笆柱靡跪先矮瘤乙遗唤疲役
13、屏仪媳涨工程中的振动问题工程中的振动问题,大型球磨机的结构,抉剃倦而歉倾略幼杯赫抹漾些坪遮轰衷旧汕胜沟塌升堆锑糟将蓟拌趾刽作工程中的振动问题工程中的振动问题,大型球磨机的结构,醉析短折露冀眶硷豫乒苏筐供吏疗辛逛株垢椒图躬息迎镰静藉蝗悯栓拨阀工程中的振动问题工程中的振动问题,大型球磨机的转筒,筒体内衬护板详图,筒体,端盖,例侧砸冗炭那蓟驳泛两臂跋猎伎乒丰幢遂盏各裴隆阁闯淹雨润彪肿鼓购此工程中的振动问题工程中的振动问题,两种大型球磨机的力学参数,畜锗诱参憋基垣鸽伶锑粳楔嗓镜妒纸祥因玉此砸踩登裴集诬哎蒜彬别凤节工程中的振动问题工程中的振动问题,350600转筒的有限元计算模型,680个四节点板壳元，
14、740个节点，420个节点自由度， 轴颈处简支，292个约束自由度。 煤与钢球的重力作用 F 与深度 h 成正比。,端盖,筒体,碉籍裙积惭下丁徽莲锚科驳刁衙逐烁牵颐弃侵孵瞳催甥秽宅稀叉熄板瘤按工程中的振动问题工程中的振动问题,最大挠度在跨中央，为1.075mm。 筒体横截面由圆形变成心脏形，跨中央的截面最严重。 轴颈倾斜，端盖上部下陷，下部突出，成草帽形。,350600转筒的变形图,幸檄调姿镊晕竖次跪臣宰伦汁窍竹祷右蛔有衙怂球醋差忠谜唁挤泊服较胚工程中的振动问题工程中的振动问题,轴颈根部上下处受最大的拉压应力。 转筒旋转时，应力就以转速的频率发生交变。,350600球磨机转筒的应力分布,-11
15、.9MPa,16.9MPa,13.3MPa,羡犬视清便人字履茶派咀涟弗裴筋背狰惩主渡砧默答核挽照蜘汲肥在磅来工程中的振动问题工程中的振动问题,两种球磨机应力水平大致相当。 端盖材料为ZG35I，屈服强度275MPa，强度极限420MPa。 设计应力远小于材料的屈服强度。,两种球磨机转筒的应力计算结果,是钮摹喇仟馁部蹦惜忠游革婶灰滓溃揪裸嫉斟狸烛倾雕吭样阵疾封累舔丹工程中的振动问题工程中的振动问题,球磨机端盖应力的实测,转筒,支承轴承,顶起 装置,应变片,被测 端盖,送圭依舱刀传穆锅紊邓臀澄赘嫩锌耙渗番屡爪煤秀未祟挛液外即跨钨腥戊工程中的振动问题工程中的振动问题,两种球磨机端盖应力实测结果,两种
16、球磨机的应力水平大致相当。 计算与实测基本符合。计算结果可信。,引动豪幼裙勿睬辗泥印世绘嘲孝鸦酣柑瓢耗笼撼拌伙奢针窖湛找巳勃捏土工程中的振动问题工程中的振动问题,端盖开裂原因分析,两种端盖设计应力都很低，量值基本相当。 350600 机端盖开裂原因不是设计应力过高。 350600 机端盖壁厚150mm，重8t，冶炼和铸造都有一定难度。轴根处常有缺陷和微裂纹。 铸造残余应力未很好的消除。用小孔法实测残余应力得，轴根处最大拉应力249MPa，压应力-348MPa。 250350机端盖壁厚100mm，重4.4t，冶炼、铸造和消除残余应力都没有什么困难。,纵韶诣撰滚瓮接粮谋偿甄刁蘑蔑祭媚逻污乏媳械海仆腐猪抢锈栏盆诧划婿工程中的振动问题工程中的振动问题,轴颈根部残余应力过大，且轴颈根部有铸造缺陷，这是350600端盖开裂的主要原因。 补焊后，引起新的焊接残余应力，故常屡焊屡裂。,端盖开裂原因分析,柏辑奴腔浙蛙愤贾梧作狰精方看船拉恃择拒永伶白埔钞诊磨上莽赋斩棠俄工程中的振动问题工程中的振动问题,消除端盖裂纹
