旋涡风机常见故障及排除基于虚拟样机的齿式联轴器不对中故障仿真

2014-04-28 2014-04-14 2014-03-14 2014-03-04 2014-02-10 2014-01-16 2014-01-09 2013-12-26

摘要 ：在研究齿式联轴器不对中故障机理的基础上，借助虚拟样机技术，建立了风机工程虚拟样机模型，并对齿式联轴器不对中故障进行多工况仿真分析，给出了齿式联轴器不对中故障规律。

关键词： 齿式联轴器；虚拟样机；不对中；故障诊断

中图分类号： TH133.4　　　 文献标识码： B

Simulation of Misalignment Fault in Gear Coupling Based on javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">Virtual Prototype

Abstract: In this paper, the model of javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype for fan system has been established with the help of javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype technique on the basis of studying the mechanism of misalignment fault in gear coupling . And the simulation analysis of misalignment fault in gear coupling is carried out under different working conditions. The regular of misalignment fault in gear coupling is given.

Key words: gear coupling ; javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype ; misalignment; fault diagnosis

0　 引言

　　转子不对中是指由于机器的制造安装误差、机组沉降不均及受载后的各种变形等，使机器在工作状态时驱动轴的轴线与从动轴的轴线产生轴线对中位移误差 [1-2] 。常见的转子不对中有：平行不对中、角度不对中和综合不对中。转子对中不良会造成转子的弯曲及在轴承中的附加载荷，致使各轴承之间负荷重新分配，引起机组强烈振动 [3] 。

　　本文主要研究平行不对中，利用虚拟样机仿真技术，通过嵌入 Hertz 接触理论建立风机工程的虚拟样机模型 [4] 。 为基于虚拟样机的旋转机械故障诊断的可行性研究提供了依据。

1 　仿真模型的建立

　　以某企业原料厂风机工程为研究对象。该风机工程由电动机、调速型液力耦合器、增速机和鼓风机等组成，中间分别采用膜片联轴器和齿式联轴器连成一个整体，其工程布置见图 1 。利用 Pro/E 软件建立其参数化模型，再利用 Mechanism/Pro 接口对模型进行刚体化定义,锋速达是通风降温工程生产厂家，然后导入 ADAMS 软件中定义各刚体之间的约束，并对仿真模型的正确性进行检验,锋速达是负压风机参数生产厂家，见图 2 。

　

3　 仿真分析

3.1 　接触参数的选择

　　根据 Hertz 接触理论和齿式联轴器的主要参数，计算出轮齿啮合刚度 K 为 15.067e+5N/mm 3/2 ，阻尼系数 Damping 为 3000N · s/mm ，碰撞力指数为 1.5 ，穿透深度为 0.1 。对于渐开线齿轮，其工作过程中齿廓啮合点的位置是变化的，由于各个啮合点的曲率半径随着节点啮合处的曲率半径上下波动，因此 R 是一个变量 [4] 。考虑到齿轮的齿高和分度圆半径相比较小，变动范围不大，故在计算中近似以分度圆上的值来代替。

　　对工程模型进行 0.5s ， 300 步仿真，得到工程部分响应曲线，见图 5) 。

　　

　　为方便比较，将工程同一部位的频率和位移幅值在不同的不对中量下进行列表，数据见表 1 。

表 1 　　转轴 Y 方向在不同不对中量下的频率及幅值

不对中量 / mm

频率 /Hz

幅值 /mm

0.5

80.6899

0.4676

161.8218

0.0077

242.1582

0.0367

322.9365

0.0083

403.5381

0.0094

1

80.6666

0.4651

玻璃钢风机如何选择？

在工作中风机的选择十分的重要，不同的风机往往应该也是不同的。而且风机的选型工作也是技术性非常的强，当然如果有一定的专业知识时，选型的选择方法也比较多，如通常采用的按对数坐标曲线选型、按无因次特性曲线选型、按有因次特性性能表选型、按管网阻力选型等方法选择合适的风机型号。

风机的选择除了对机型的选择还要针对应用环境来选择合适的种类。具有的选择如下：

根据通风机的输送气体的化学性质和物理特点选择。例如，在输送具有化学腐蚀性的气体时要选择防腐通风机、输送具有易燃性的气体时要选择防暴通风机等等。

根据工作环境选择风机。例如，在公告场所因选择噪音小的，并经过噪音处理的锋速达是通风机生产厂家。

同时，在选择玻璃钢风机的时候还要注意工作能耗、工作环境、安全性能、厂家产品质量、售后服务等因素，做最后选择的标准。

煤矿风机的安装步骤：
一、仔细阅读煤矿风机使用说明书及产品样本，熟悉和了解风机的规格、形式、叶轮旋转方向和气流进出方向等；再次检查风机各零部件是否完好，否则应待修复后方可安装使用。
二、煤矿风机安装时必须有安全装置以防止事故发生，并由熟悉相关安全要求的专业人士安装和接线。　
三、联接风机进出口的风管有单独支撑，不允许将管道重叠重量加在风机的部件上；风机安装时应注意风机的水平位置，对风机与地基的结合面与出风管道的联接应调整，使之自然吻合,锋速达是36寸负压风机生产厂家，不得强行联接。
四、煤矿风机安装后，用手或杠杆拨动叶轮，检查是否有过紧或擦碰现象，有无妨碍转动的物品，无异常现象下，方可进行试运转，风机传动装置的外露部份应有防护罩，如风机进风口不接管道时，也需添置防护网或其他安装装置。　
五、煤矿风机所配电控箱必须与对应风机相匹配（指功率、电压、气动方式、控制形式等）。
六、煤矿风机接线应由专业电工接线，接线必须正确可靠，尤其是电控箱处的接线编号与风机接线柱上的编号一致对应，风机外壳应可靠接地，接地必须可靠，不能用接零代替接地。
七、煤矿风机全部安装后应检查风机内部是否有遗留的工具盒杂物。