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第4章9-500型無(wú)極捻筒體振動(dòng)分析本次測(cè)試是針對(duì)大型的剛性旋轉(zhuǎn)部件,振動(dòng)成因較為復(fù)雜,因此在測(cè)試之初對(duì)設(shè)備進(jìn)行了模型的建立,通過(guò)仿真得出的參考值以提升診斷的信心。同時(shí)通過(guò)研究設(shè)備動(dòng)態(tài)特性,可以更好的解讀設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)模式(振型),為以后的設(shè)計(jì)工作提供依據(jù)。4.1求解固有頻率靜態(tài)下的無(wú)阻尼系統(tǒng)振動(dòng)平衡方程: (4-1)M:等效質(zhì)量K:等效剛度X:位移向量則方程的解: (4-2),:第i階振型的固有頻率:第i階振型的頻率相位角將(4-2)帶入(4-1)得 (4-3)令因振動(dòng)系振幅不全為0,固有 (4-4)由(4-3)得 (4-5)令則 (4-6)是矩陣D的特征向量 初始迭代向量 (4-7)第一次迭代 (4-8)將式(4-6)帶入(4-8)得 (4-9)第二次迭代第m次迭代 (4-10)由(4-10)可知至此可得對(duì)于第二階,第三階以至于更高階次的固有頻率,可以令,這里不再贅述。迭代計(jì)算的特征是重復(fù)且有規(guī)則的計(jì)算,因此可以采用計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果,本文所用的是FFEPLUS解算器計(jì)算結(jié)果如下表4.1所示:頻率數(shù)弧度/秒赫茲秒1156.7924.9540.0400732158.5925.240.0396193386.0861.4460.0162744512.6781.5940.0122565878.85139.870.00714936892.93142.110.007036671135.2180.680.005534881226.1195.140.005124591306.8207.980.0048081101421226.160.0044216111450.2230.810.0043325121526.2242.910.0041168131528.3243.240.0041111141629.2259.30.0038566151643.2261.520.0038238161688.4268.710.0037214171711272.310.0036723181774.4282.410.003541191838292.520.0034185201853.2294.940.0033905表4.1選取了部分振型的圖像如下圖所示,詳見(jiàn)附件1名稱(chēng)類(lèi)型最小最大位移1URES:合位移 圖解 對(duì)于模式形狀: 1(數(shù)值 = 24.9545 Hz)0 mm節(jié): 87444.798 mm節(jié): 8981復(fù)件 筒體-算例 1-位移-位移1名稱(chēng)類(lèi)型最小最大位移3URES:合位移 圖解 對(duì)于模式形狀: 3(數(shù)值 = 61.4462 Hz)0 mm節(jié): 87449.3169 mm節(jié): 72622復(fù)件 筒體-算例 1-位移-位移3名稱(chēng)類(lèi)型最小最大位移5URES:合位移 圖解 對(duì)于模式形狀: 5(數(shù)值 = 139.873 Hz)0 mm節(jié): 87447.4884 mm節(jié): 2080復(fù)件 筒體-算例 1-位移-位移54.2求解周期激振的響應(yīng)電機(jī)輸出的磁力矩是周期性變化的,假設(shè)其周期函數(shù)為,則其輸出力為 (4-11)將周期函數(shù)展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù): (4-12)為傅氏系數(shù)。將振動(dòng)方程進(jìn)行正則化后可得出: (4-13)則其第i階有阻尼穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為: (4-14)為放大因子:為相位角:由式(4-14)可知,任意階正則坐標(biāo)的響應(yīng)是多個(gè)具有不同頻率的激振力引起響應(yīng)的疊加,因而周期性激振函數(shù)產(chǎn)生共振的可能性要比簡(jiǎn)諧激振高的多。所以很難預(yù)料各個(gè)振型中哪一個(gè)振型將受到激振力的強(qiáng)烈影響。但,當(dāng)激振力函數(shù)展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)之后,每個(gè)激振頻率可以和每個(gè)固有頻率比較,從而預(yù)測(cè)出強(qiáng)烈振動(dòng)的形式。4.3測(cè)試數(shù)據(jù)本次測(cè)試是針對(duì)管式捻股機(jī)筒體部分的測(cè)試。同樣采用了AMSsuite的數(shù)據(jù)庫(kù)路徑分析,簡(jiǎn)化了測(cè)試流程,同時(shí)采集了2種不同情況下的數(shù)據(jù),對(duì)診斷的準(zhǔn)確性有了提升,測(cè)點(diǎn)安排見(jiàn)圖14.采集部位主要是軸承的支承架,采集了水平和軸向的振動(dòng)數(shù)據(jù)。本次測(cè)試同時(shí)運(yùn)用到了高級(jí)分析,停機(jī)過(guò)程峰值相位,以便更好的判斷主振型的頻率和模式。圖14測(cè)試位置B1B3B5Horizontal0.744mm/s1.954mm/s0.94mm/sAxial0.778mm/s1.804mm/s0.692mm/s表4.2較早時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)試位置B1B3B5Horizontal0.8418mm/s2.6018mm/s1.4240mm/sAxial1.1102mm/s1.2368mm/s0.6605mm/s表4.3最后測(cè)試的數(shù)據(jù)4.4分析參數(shù)首次測(cè)試由于是第一次試車(chē)轉(zhuǎn)速未設(shè)置過(guò)高,約為300r/min,則其1TS=5HZ.稍后的測(cè)試在調(diào)整的基礎(chǔ)上提高了轉(zhuǎn)速,其1TS=6.5 HZ.由于初次測(cè)試的轉(zhuǎn)速未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,所以本次分析采用第2次測(cè)試數(shù)值分析4.5分析結(jié)果4.5.1中段支承座測(cè)點(diǎn)分析從測(cè)試的數(shù)據(jù)看振動(dòng)主要的來(lái)源是B3測(cè)點(diǎn)即筒體中間段的支承架,其值超過(guò)了ISO2372的許用值,因此首要分析。由圖15可知其主要振動(dòng)頻率13.07HZ,約為參數(shù)值得2倍,可以判斷筒體中間不位,可能存在一定程度的不對(duì)中。4.5.2前后端支承座測(cè)點(diǎn)分析觀察B5圖像圖16可以發(fā)現(xiàn),其振動(dòng)頻率的分布較廣,幅值也較B1測(cè)點(diǎn)高。同時(shí)從測(cè)試數(shù)值(圖17)可知B1A的振動(dòng)值要高于B5A。尤其結(jié)構(gòu)和受力情況可以判斷B1實(shí)際上受到了中段對(duì)中的影響,又其裝配固定前段是驅(qū)動(dòng)源,影響結(jié)果轉(zhuǎn)化成對(duì)筒體軸向的振動(dòng)。B5同樣受到了B3的影響,且由于其處于真?zhèn)€設(shè)備的末端,沒(méi)有后續(xù)的結(jié)構(gòu)可以分離器振動(dòng)量,在驅(qū)動(dòng)源對(duì)整個(gè)設(shè)備的影響過(guò)程中個(gè)頻率會(huì)相互影響,或是卷積或是調(diào)制,會(huì)激發(fā)設(shè)備的固有頻,此結(jié)論由4.1和4.2可知,因此末端筒體的振動(dòng)頻率分布較廣,且有一定數(shù)值的主振型顯示出來(lái)。同時(shí)又由于其相對(duì)驅(qū)動(dòng)源比較遠(yuǎn),考慮到設(shè)備阻尼的影響其振動(dòng)值不會(huì)過(guò)高。4.5.3軸承故障分析考察軸圈的故障頻率通過(guò)分析其peakvue未發(fā)現(xiàn)有故障頻率出現(xiàn),見(jiàn)圖18.4.6成因分析及解決方案4.6.1成因分析同過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)可以發(fā)現(xiàn),中段的支承座確實(shí)有一定的渦動(dòng)結(jié)合4.5分析判斷是中段的筒體有不對(duì)中的情況出現(xiàn),前后端的支承做受到了中段不對(duì)中的影響,前段由于是受控端起軸向振動(dòng)較高,后端是自由端且能量集中,但振動(dòng)受整體阻尼的影響振動(dòng)幅度較小但頻率分布較廣。4.6.2解決方案此不對(duì)中情況涉及到諸多的問(wèn)題,有筒體裝配面形位公差原因

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