Модальный анализ установки холодного центробежного напыления
Испытания установки холодного центробежного напыления. Изменение компонент установки с целью уменьшения количества резонансных частот и увеличения диапазона безопасных частот вращения. Моделирование конструктивных элементов в конечно-элементном пакете.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.10.2018 |
| Размер файла | 360,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УСТАНОВКИ ХОЛОДНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАПЫЛЕНИЯ
А.Н. Новоселов, e-mail: aleksey.novoselov@gmail.com
М.А. Леган, e-mail: legan@ngs.ru
Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, г.Новосибирск
Испытания установки холодного центробежного напыления показали, что разгон электродвигателя до рабочих скоростей сопровождается биениями различной амплитуды на некоторых частотах вращения, что может отрицательно сказаться на конструкции, приводя к повреждению её компонентов. В виду этого была поставлена задача изменения основных компонент установки с целью уменьшения количества резонансных частот и увеличения диапазона безопасных частот вращения. Наиболее рациональным способом решения задачи является моделирование конструктивных элементов в конечно-элементном пакете, решение задачи на собственные значения, изменение конструкции и сравнение результатов. Для построения наиболее точной модели предварительно значения собственных частот элементов конструкции определялись с использованием прибора LMS Scadas mobile. Получены амплитудно-частотные характеристики установки в целом и некоторых её компонент.
Модальный анализ, электродвигатель, холодное центробежное напыление, LMS Scadas mobile.
Для определения диапазонов безопасных частот работы установки центробежного напыления был проведен модальный анализ. Методика его состоит в том, что на установку, в требуемом направлении, устанавливается датчик виброускорения, данные с которого отправляются на многоканальный анализатор спектра в режиме реального времени. Динамометрическим молотком, также подключенным к анализатору спектра, производится легкий удар по исследуемому объекту. Анализатор Scadas mobile регистрирует сигнал на молотке и начинает запись данных в файл. Специальное приложение LMS TestXpress обрабатывает его, и даёт возможность вывода на экран следующих основных графиков: временную диаграмму колебаний акселерометра, амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) этой диаграммы, фазо-частотной характеристики (ФЧХ), а также некоторых других математических преобразований набора данных (учитывая их дискретность). В последующем, все результаты можно сохранить в виде таблиц данных для дальнейшей обработки [1].
Основным возможным источников нежелательных вибраций является вал ротора электродвигателя. Для получения результатов, наиболее близких к реальным, модальный анализ проводился на собранной установке в вакуумной камере при выключенном двигателе (Рис. 1). Датчик располагался в точке, максимально близкой в концу вала, перпендикулярно его оси вращения и оси центробежного ускорителя частиц порошка [2]. Удары молотком производились с обратной стороны ускорителя, сонаправленно оси измерений датчика виброускорений.
Рисунок 1. Схема модального анализа установки
В результате была получена временная диаграмма колебаний вала двигателя при широкополосном возбуждении (Рис. 2):
моделирование холодный центробежный напыление
Рисунок 2. Зависимость ускорений конца вала от времени при широкополосном возбуждении.
В результате обработки этих данных быстрым преобразованием Фурье, получим АЧХ (Рис. 3). Резкие пики соответствуют резонансным частотам.
Рисунок 3. АЧХ установки
В результате проведенной работы были обнаружены интенсивные вибрации до 50 Гц (3000 об/мин), слабые пики на 67 Гц (4020 об/мин) и 175 Гц (10500 об/мин). Наибольшую же опасность вызывает частота 780 Гц (46800 об/мин).
Поскольку полученных данных не достаточно для точной балансировки, было принято решение построить конечно-элементную модель установки, и решить для неё задачу на собственные значения. Для этого были сняты АЧХ для ротора электродвигателя (Рис. 4), ускорителя частиц порошка (Рис. 5, 6), а также ускорителя, посаженного на ротор (Рис. 7).
Рисунок 4. Схема модального анализа ускорителя.
Схема проведения анализа ускорителя приведена на рисунке 5.
Рисунок 5. Схема проведения модального анализа ускорителя.
АЧХ ускорителя в двух перпендикулярных направлениях представлены на рисунке 6:
Рисунок 6. Амплитудно-частотные характеристики ускорителя.
В виду неточности нанесения ударов молотком, установки датчиков и неоднородности материала ускорителя, полученные резонансные частоты в одном направлении будут видны и в перпендикулярном направлении. Разница будет лишь только в добротности: отношении резонансной амплитуды к общему фону АЧХ в близи этой частоты.
Полученные результаты будут полезны для дальнейшего конечно-элементного анализа установки и её компонент с целью определения частот собственных колебаний.
Рисунок 7. АЧХ ускорителя на роторе
Библиографический список
1. Новоселов А.Н., Сакс Д.В. Исследование динамических систем методами модального анализа // Современные проблемы технических наук : сб. тез. докл. Новосиб. межвуз. науч. студен. конф. «Интеллектуальный потенциал Сибири», Новосибирск, 22-23 мая 2014 г. - Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2014 - Ч. 1. - С. 109-110.
2. Леган М.А., Пьянзин А.А., Зубков П.И., Зубков В.П., Таланин А.В. Проектирование и расчет напряженно-деформированного состояния центробежного ускорителя частиц порошка // Известия Алтайского государственного университета. - 2014. - № 1 (81). - С. 72-76. - (Математика и механика).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История возникновения и развития технологии напыления, ее современные методы, преимущества, недостатки. Классификация процессов газотермического напыления покрытий. Основные виды установок напыления. Схема универсальной установки газопламенного напыления.
курсовая работа [309,1 K], добавлен 17.10.2013Методы напыления и физические основы нанесения тонких пленок, основные требования и системы оборудования для нанесения тонких плёнок, элементы вакуумных систем и устройство вакуумных камер для получения тонких плёнок. Экономическое обоснование проекта.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 01.03.2008Проект парокомпрессорной холодильной установки для склада готовой продукции мясокомбината. Описание конструктивных особенностей холодильной установки, назначение основных узлов и деталей. Расчет цикла паровой компрессионной холодильной установки.
курсовая работа [271,2 K], добавлен 09.08.2012Определение скорости движения среды в нагнетательном трубопроводе. Расчет полного гидравлического сопротивления сети и напора насосной установки. Определение мощности центробежного насоса и стандартного диаметра трубопровода. Выбор марки насоса.
контрольная работа [38,8 K], добавлен 03.01.2016Определение параметров и проектирование расчетной схемы механической части электропривода. Выбор комплектного преобразователя и датчика координат электропривода. Разработка программного обеспечения для компьютерного моделирования электропривода.
курсовая работа [845,8 K], добавлен 25.04.2012Составление принципиальной схемы насосной установки. Гидравлический расчет трубопроводной системы. Потери напора в трубопроводах всасывания и нагнетания. Подбор марки насоса. Определение рабочей точки и параметров режима работы насосной установки.
контрольная работа [876,4 K], добавлен 22.10.2013Условия эксплуатации, технические и технологические характеристики опреснительной установки POPO 510. Выбор оборудования, приспособлений, инструмента для монтажа установки. Крепление рамы установки на фундаменты. Охрана труда при монтаже установки.
курсовая работа [23,7 K], добавлен 08.05.2012Явление коррозии медицинских инструментов, его физическое обоснование и предпосылки, факторы риска и методы профилактики. Технология плазменного напыления: сущность и требования, характеристика наносимых покрытий. Оборудование для плазменного напыления.
курсовая работа [44,3 K], добавлен 05.11.2014Проектирование схема установки висбрекинга и ее аппаратурное оформление на примере ОАО "ПКОП". Необходимые обоснования и расчеты по материальному балансу, подобор технологического оборудования с целью увеличения его устойчивой работы и эффективности.
курсовая работа [344,8 K], добавлен 25.12.2014Изучение наиболее эффективных методов термического напыления: плазменного, газопламенного и детонационного, а также плазменной наплавки для восстановления изношенных деталей. Особенности формирования покрытий при сверхзвуковом газопламенном напылении.
реферат [1,4 M], добавлен 13.12.2017Центробежные насосы и принцип их работы. Расчёт основных параметров и рабочего колеса центробежного насоса. Выбор прототипа проектируемого центробежного насоса. Принципы подбора типа электродвигателя. Особенности эксплуатации центробежного насоса.
курсовая работа [859,3 K], добавлен 27.05.2013Составление упрощенной схемы валопровода и эквивалентных схем. Резонансные режимы работы силовой установки. Работа сил давления газов за один цикл колебаний. Определение резонансных амплитуд колебаний и дополнительных напряжений. Работа сил сопротивления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.04.2014Производство ароматических углеводородов. Оборудование установок фракционирования ксилолов. Подбор оборудования к технологической схеме. Выбор конструкционных материалов основных элементов колонного аппарата. Ремонт и диагностика центробежного насоса.
дипломная работа [834,5 K], добавлен 25.04.2015Кинематический расчет привода. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах. Выбор типа установки подшипников и смазочных материалов электродвигателя. Расчет валов на статическую прочность и сопротивление усталости. Расчет цепной передачи.
курсовая работа [95,3 K], добавлен 20.04.2011Выбор типа установки и его обоснование. Общие энергетические и материальные балансы. Расчёт узловых точек установки. Расчёт основного теплообменника. Расчёт блока очистки. Определение общих энергетических затрат установки. Расчёт процесса ректификации.
курсовая работа [126,9 K], добавлен 21.03.2005Схема установки для приготовления сиропа, перечень контролируемых и регулируемых параметров. Материальный и тепловой баланс установки. Разработка функциональной схемы установки, выбор и обоснование средств автоматизации производственного процесса.
курсовая работа [264,2 K], добавлен 29.09.2014Определение основных параметров установки кузнечного индукционного нагревателя. Разработка электрической схемы и выбор электрооборудования. Выбор конденсаторных банок и токоподвода. Расчёт охлаждения элементов установки. Выбор механизмов установки.
курсовая работа [825,8 K], добавлен 09.01.2014Процесс выпаривания водных растворов. Многокорпусные выпарные установки. Расчет схемы трехкорпусной выпарной установки. Вспомогательные установки выпарного аппарата. Концентрации растворов, удельные показатели использования вторичных энергоресурсов.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 01.08.2011Выполнение кинематического расчета привода: выбор электродвигателя, определение частот вращения и вращающих моментов на валах. Расчет зубчатых передач и проектные расчеты валов. Выбор типа и схемы установки подшипников. Конструирование зубчатых колес.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 23.09.2010Проектирование и конструирование пьезоэлектрического насоса для микрожидкостного устройства. Моделирование перистальтического пьезонасоса. Создание действующего макета. Испытание элементов насоса. Измерение резонансных частот, выходного давления.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 22.10.2016
